クランク角・とは?初心者にもわかる基本と日常での例共起語・同意語・対義語も併せて解説!

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クランク角・とは?初心者にもわかる基本と日常での例共起語・同意語・対義語も併せて解説!
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高岡智則

年齢:33歳 性別:男性 職業:Webディレクター(兼ライティング・SNS運用担当) 居住地:東京都杉並区・永福町の1LDKマンション 出身地:神奈川県川崎市 身長:176cm 体系:細身〜普通(最近ちょっとお腹が気になる) 血液型:A型 誕生日:1992年11月20日 最終学歴:明治大学・情報コミュニケーション学部卒 通勤:京王井の頭線で渋谷まで(通勤20分) 家族構成:一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹 恋愛事情:独身。彼女は2年いない(本人は「忙しいだけ」と言い張る)


クランク角・とは?

クランク角はエンジンの動きを表す重要な角度のことです。エンジンはピストンが上下に動き、クランクシャフトが回ります。クランク角はこの回転とピストンの位置関係を角度で表します。1回転は360度で、ある瞬間の角度を0度として測るのが基本です。

基本のしくみ

四ストロークエンジンではピストンが上死点から下死点へ動く間に点火や燃焼が起こります。0度はピストンが最も上で止まる位置、180度は最も下で止まる位置の目安です。1周回るとピストンは同じ位置に戻り、同じサイクルをくり返します。

なぜクランク角を知るのか

エンジンの出力特性を設計・調整するには、点火タイミングや混合気の量を正確に決める必要があります。クランク角の情報があると、いつ点火するべきか、燃焼をどう進めるかを決めやすくなります。整備でも角度の読み方を覚えると故障箇所を見つけやすくなります。

測定のしかたと注意点

普段は計測機器を使ってクランク角を測定します。0度をTDCと呼ぶ位置に設定して回転を読み取り、回転を止めて測る場合は安全を第一にします。

表で覚える基本

角度(度)ピストンの位置説明
0TDC上死点でスタート
90中間位置ピストンが半分下がる位置
180BDC下死点に近づく位置
270中間位置上側へ戻り始める
360TDC再び1周終わり、同じ位置

応用と日常のイメージ

クランク角は自動車以外の機械でも使われます。発電機や船のエンジン、さらには小型機械の回転運動を設計するときにも重要な指標です。図を描いてみると理解が深まります。

まとめとポイント

クランク角はエンジンの回転とピストンの位置を結ぶ角度のことです。0度をTDC、360度で1周と覚えると学習が進みます。測定には安全第一で、適切な機器と手順を使いましょう。


クランク角の同意語

ランク角度
エンジンのクランクシャフトが回転した角度を指す用語。通常は上死点(TDC)を基準に測定され、ピストンの位置関係を表す指標として使われます。
クランクシャフト角
クランクシャフトの回転角度を示す表現。点火時刻の決定やシリンダーの行程解析で用いられる基本的な角度指標です。
ランク軸角
クランクシャフトの回転角を指す別称。技術文献や教育資料で同義語として用いられることがあります。
英語表記: crank angle
英語圏で使われる名称。文献や教材で“crank angle”として同じ概念を指します。

クランク角の対義語・反対語

逆回転角
クランクが通常の正方向に回るときの角度とは反対の方向に回る場合の角度を指す概念。回転方向の逆を想定した際に使われることがある。
反クランク角
クランクの角度を対照的に扱う表現で、通常のクランク角の反対・対照的な概念として用いられることがある。
逆向き角度
回転方向が反対の方向を示す角度を指す総称。クランク角の反対のニュアンスを伝える際に使われることがある。
BDC角
Bottom Dead Center(ボトムデッドセンター)に対応する角度。基準点をTDCからBDCへ移すことで対比的な角度として扱われることがある。
非クランク角
クランク機構の影響を受けない、あるいはクランク角ではない角度を指す語。対義語的な意味合いで用いられることがある。

クランク角の共起語

クランク角
ピストンの位置を示す角度。通常は0度を上死点(TDC)に合わせ、クランクシャフトの回転に対して変化します。
TDC(上死点)
ピストンがシリンダーの最上点にある位置。クランク角の基準点として用いられ、0度として扱われることが多い。
BDC(下死点)
ピストンが最下点にある位置。1回転のサイクルで2回現れる位置の一つ。
クランクシャフト
ピストンの往復運動を回転運動に変換する軸。エンジンの中心的な部品です。
コンロッド
ピストンとクランクシャフトをつなぐ棒状の部品。クランク角の動きがピストンへ伝わります。
ピストン
シリンダー内を往復して燃焼室の容積を変える部品。クランク角に応じて直線運動を行います。
ピストン位置
現在のピストンの縦方向の位置。クランク角に対応して変化します。
ピストンストローク
ピストンが最上死点と最下死点の間を往復する距離。1回のクランク回転で1ストローク進みます。
角速度
クランク角の変化の速さ。通常は度/秒やラジアン/秒で表します。
角加速度
角速度の変化の速さ。クランク角がどれだけ速く増減するかを示します。
点火時期
燃焼を開始するタイミングを示すクランク角。エンジン性能を大きく左右します。
吸気バルブ開閉時期
吸気バルブが開くタイミングのこと。クランク角で表され、混合気の取り込み量に影響します。
排気バルブ開閉時期
排気バルブが開くタイミングのこと。排気量・排出ガスのコントロールに関わります。
カム角度
カムシャフトの角度。バルブ開閉のタイミングを決定する要素です。
カム相
カムシャフトとクランクシャフトの回転の位相関係。正しい同期が重要です。
クランク角センサー
クランク角を検知してECUへ信号を送るセンサー。パルス/パターンで出力します。
センサ出力
クランク角センサーから出る信号データ。点火・燃料噴射の制御に使われます。
内燃機関
内部燃焼エンジン全般の呼称。クランク角はこの機構の運動分析で使われます。
燃焼タイミング
燃焼を始めるべきクランク角のこと。点火時期と連携して最適化されます。
燃焼開始角
実際に燃焼が始まるクランク角。点火後の燃焼展開を左右します。
0度クランク角
基準点として0度を設定した場合のクランク角。多くの場合、TDCを0度とします。
720°サイクル
4ストロークエンジンの1サイクルを表す総回転角度。ピストンが同じ位置へ戻るまでの角度。
燃焼効率
クランク角と点火時期の組み合わせによって決まる燃焼の効率。

クランク角の関連用語

クランク角
クランクシャフトの回転角度のこと。基準点は通常上死点(0°)とし、時計回りに増えます。ピストンの位置やバルブタイミングの指標になります。
上死点
クランク角0°のとき、ピストンがシリンダーの最も上の位置にある点。TDCとも呼ばれます。
下死点
クランク角180°のとき、ピストンが最も下の位置にある点。4ストロークエンジンではこの位置でサイクルの半分が終了します。
クランク半径
クランクシャフトの中心からクランクピンまでの半径。ストロークはこの値の2倍です。
ストローク(ピストン行程)
ピストンがシリンダー内を上下に動く全距離。通常は2×クランク半径で決まります。
クランクシャフト
ピストンの往復運動を回転運動に変換する、エンジンの中心部品です。
コネクティングロッド
ピストンとクランクピンを結ぶ棒。ピストン位置とクランク角を連携させます。
ピストン
燃焼ガスの力を受けてシリンダー内を上下する部品です。
クランク角センサー(CKPセンサー)
クランクシャフトの角度を検出し、ECUへ回転角と回転数を伝えるセンサーです。
クランク位相
現在のクランク角の相対的位置を示す概念。基準点からの角度で表します。
位相角
ある現象の発生点と基準点との角度差。エンジンではバルブ開閉・点火のタイミングの差を表します。
バルブタイミング
吸気バルブと排気バルブの開閉時刻を、クランク角で表したものです。
吸気バルブ開閉角
吸気バルブが開く角度と閉じる角度を指します。吸気タイミングを決める要素です。
排気バルブ開閉角
排気バルブが開く角度と閉じる角度を指します。
カム角
カムシャフトの回転角度。バルブ開閉のタイミングを決定する要素です。
点火時期
パークが起こるタイミングのクランク角。TDCを基準に前後します。
着火時点のクランク角
実際に点火が起きるときのクランク角。例: BTDC 15°、ATDC 5° など。
4ストローク
1サイクルを完了するのにクランク角2回、720°が必要なエンジン。吸気・圧縮・燃焼・排気の4工程から成ります。
2ストローク
1サイクルを1回転で完了するエンジン。燃焼と排気が同時に行われる設計が特徴です。
オーバーラップ
吸気バルブと排気バルブが同時に開く区間のクランク角幅。通常はTDC付近で形成されます。
ピストン位置とクランク角の関係
ピストンの垂直位置はクランク角とコネクティングロッドの長さで決まり、基本的には角度に対して位置が決まる連成関係です。
クランク機構
ピストンの直線運動をクランクの回転運動に変換する基本的な機構(クランクとコネクティングロッドの組み合わせ)です。

クランク角のおすすめ参考サイト


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