こんにちは、おきぺんです！
今回は、みんなの身近にある「車」や「バイク」を動かしている、すごい仕組みのお話です。ちょっと難しそうに聞こえるかもしれませんが、実はとっても面白いんですよ！一緒にガソリン機関のひみつを探っていきましょう！
ガソリン機関ってどんなもの？
ガソリン機関は、私たちが前回学んだ熱機関の一種です。簡単に言うと、燃料を燃やして熱を出し、その熱を力に変える機械のことですね。今回はその中でも、ガソリンを燃料に使う「ガソリン機関」について、もっと詳しく見ていきますよ！車やオートバイが電気を使わずにずっと走り続けられるのは、この仕組みがあるからなんです。
ガソリン機関を支える２つのすごい仕組み！
ガソリン機関は、主に２つの機械的な仕組みが組み合わさって動いています。これが今日のポイントです！
1. 往復スライダクランク機構（おうふくスライダクランクきこう）
長い名前でちょっと覚えにくいかもしれませんが、「オフスライダクランク機構」って覚えるのがおすすめです（僕の覚え方です！）。これは、回転運動をする部分（クランク）と、それによって往復運動（行ったり来たりする動き）をする部分（スライダ）が組み合わさった仕組みです。ガソリン機関では、動画のモデルで言うと、シリンダの中にあるピストンがスライダの役割をして、上下に動きます。そして、クランクの部分が回転するんです。これが車が動く大きな原動力になるんですよ！
2. カム機構（カムきこう）
もう一つは新しい言葉、カム機構です。これは、リンク機構とは少し違うんです。リンク機構は複数の棒をつなげて動かすものでしたが、カム機構は、カムというクランクのような役割をする部分の「輪郭（りんかく）」が直接別の部品に触れて、その形によって動きを伝えます。動画のモデルでは、円形の部分に「突起物（とっきぶつ）」があるのが見えましたね。この突起物の形が複雑だと、また変わった動きになるのがカム機構の面白いところなんです。ガソリン機関には２つの弁（べん、バルブとも言います）があるのですが、このカム機構がこれらの弁を都合よく開け閉めする役割をしています。
４サイクルガソリン機関の動きを分解！
僕が今回モデルとして持ってきたのは、４サイクルガソリン機関（４ストロークガソリン機関）と呼ばれるものです。これは、ガソリン機関が動くために必要な工程が４つあるという意味です。動画の絵はちょっと分かりにくいかもしれませんが、一緒にイメージしながら見ていきましょう！
第１の工程：吸気（きゅうき）
まずは、エンジンの中に空気を取り込む「吸気」です。吸気弁（きゅうきべん）という弁が開き、外の空気とガソリンが混ざった「混合気（こんごうき）」がシリンダの中に吸い込まれます。このとき、ピストンは下に下がりますよ。
第２の工程：圧縮（あっしゅく）
次に「圧縮」です。吸気弁も排気弁も両方の弁が閉じた状態で、ピストンがぐーっと上に押し上げられます。すると、密閉されたシリンダの中で混合気がぎゅーっと圧縮されます。圧力がグッと高まるんです！
第３の工程：膨張（ぼうちょう）
いよいよ「膨張」の工程です。ぎゅっと圧縮された混合気は、ここで燃焼（ねんしょう）、つまり爆発（ばくはつ）に近いような状態になります。この燃焼によって発生したガスが、大きな力でピストンを下に押し下げます。これが車を動かす力になる、とっても大切な瞬間です！
第４の工程：排気（はいき）
最後の工程は「排気」です。燃焼し終わったガスは、もう役目が終わったので外に出してあげないといけません。ここで排気弁（はいきべん）という弁が開き、ピストンがまた上に押し上げられることで、ガスがエンジンの外へ排出されます。
この「吸気→圧縮→膨張→排気」の４つの工程を、ガソリン機関はぐるぐるぐるぐると繰り返すことで、ずっと動き続けることができるんです。
動画のモデルで見てみよう！２つの仕組みの連携
動画のモデルでは、これらの仕組みがどう連携しているのか、少しイメージできたでしょうか？
実は、この往復スライダクランク機構のクランク軸と、カム機構はチェーンでつながっています。だから、クランク軸が回ると、それに合わせてカム機構も回るように、うまく連動しているんですよ！この複雑な連携があるからこそ、車やオートバイはガソリンという燃料だけで、私たちをどこへでも連れて行ってくれるんですね。
まとめ
今回は、身近なガソリン機関の仕組みについて学びましたね。特に大切なのは、往復スライダクランク機構とカム機構という２つの仕組みが組み合わさっていること、そして吸気、圧縮、膨張、排気という４つの工程を繰り返して動いていることです。
テストに出る学校もあるので、範囲に指定されている場合はぜひ言葉と構造をしっかり覚えておいてくださいね！
君ならできます。頑張って！
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