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[[ファイル:4-Stroke-Engine.gif|154px| thumb |4サイクル機関<br/> (1)吸入<br/> (2)圧縮<br/> (3)燃焼・膨張<br/> (4)排気]]
'''4ストローク機関'''（フォーストロークきかん、{{lang-en-short|Four-stroke cycle engine}}）は[[レシプロ]]容積型[[内燃機関]]の一種で、エンジンの動作周期の間に4つの行程を経る、4ストローク/1サイクルエンジンのことである。'''4サイクル機関'''や'''4行程機関'''、略して'''4スト'''とも呼ばれる。
== 概要 ==
'''4ストローク（行程）と機関'''はピ混合気を燃焼室から取り込んで燃焼し、燃焼ガストンを排出するまでの往復運動の片道のことである。ステージとは内燃機関一連の動作段階のことである。1（サイクルは内燃機関）が、ピストンの全動作段階の1周期のこ上昇とである。下降が2回ずつ、合わせて4ストローク機関は1回の行程を1ステージに対応で構成させれる容積型内燃機関でありる。ピストンが2往復するため、4行程で1サイクルを構成する（すなわちの間にクランク軸のは2回転で1サイクルを構成する）内燃機関である。
現行の[[オートバイ|二輪車]]や[[自動車|四輪車]]はほとんどこの方式である。{{要検証範囲|date=2011年8月|一定気圧の4サイクルエンジンの高出力化は高回転化で達成されることが多く、多気筒化やバルブ数を増やすことは、その手段の一つである}}。
自動車や[[ディーゼルエンジン]]を動力源とする[[鉄道車両]]、[[船舶]]のほとんどで用られているほか、比較的小型の[[航空機]]でも用いられる。また、[[発電機]]や揚水ポンプのような定置型の動力源、農林業で用いられる可搬型の作業機械としても広く用いられている。
それは、多気筒化やバルブ数を増やすことによって、各可動部品を小さくして、質量を少なくすることが可能なため、高速回転エンジンを設計することが出来るからである。
{{要検証範囲|date=2011年8月|一定気圧の4サイクルエンジンの高出力化は高回転化で達成されることが多く、多気筒化やバルブ数を増やすことは、その手段の一つである}}。それは、多気筒化やバルブ数を増やすことによって、各可動部品を小さくして、質量を少なくすることが可能なため、高速回転エンジンを設計することが出来るからである。しかしながら、{{要出典範囲|date=2011年8月|バルブ数は増やせばよいというものでもなく、総合効率はかえって低下する。現実的には5バルブ以上に増やしても吸気効率も上がらず、却って部品点数が増えるために構造が複雑になり、摩擦損失も多くなり、コストが上がるなどの弊害が多くなる。}}また、{{独自研究範囲|date=2011年8月|回転数を高くすると騒音や振動が増えて寿命が短くなるため}}に、市販車の場合では、車種にもよるが、2輪車では最高でも18000rpm程度、4輪車では最高でも7000～8000rpm程度の回転数である。
== 行程 ==
一般的な[[ガソリンエンジン]]として広く普及しているもの4つのステージは以下の通り。 この間に動力伝達軸であるクランクシャフトは2回転する。[[ドイツ]]の発明者、[[ニコラス・オットー]]を採によって発明された[[オットーサイクル]]で、燃焼のきっかけとして電気火花を利用することから[[火花点火機関]]と呼ばれることもある。[[ロータリーエンジン]]（バンケルエンジン）はピストンを使わないが基本原理は同様で、オットーサイクルのひとつとして分類される。1サイクル中の4つ行程は以下の通りである。
# 吸入行程: ピストンが下がり混合気（燃料を含んだ空気）をシリンダ内に吸い込む行程。
# 圧縮行程: ピストンが[[上死点]]まで上がり混合気を圧縮する行程。
# 爆発燃焼行程: 着[[点火プラグ]]により点火された混合気のが燃焼し、燃焼ガスが膨張によりしてピストンが[[下死点]]まで押し下げられる行程。
# 排気行程: 慣性によりピストンが上がり燃焼ガスをシリンダ外に押し出す行程。
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軽油などの自己着火性の高い燃料を用いるエンジンとして普及しているものは、[[ルドルフ・ディーゼル]]が発明した[[ディーゼルサイクル]]である。ディーゼルサイクルを利用したエンジンは[[ディーゼルエンジン]]と呼ばれる。ディーゼルサイクルは次の4行程で構成される。
[[ディーゼルエンジン]]の場合は内容が異なる。
# 吸入行程: ピストンが下がり、空気のみをシリンダ内に吸い込む行程。
# 圧縮行程: ピストンが[[上死点]]まで上がり空気のみを圧縮する行程。
# 爆発燃焼行程: 空気が圧縮により高温になったところで、副室式では予燃焼室または過流室内に、直噴式ではピストン頂部の燃焼室内空気に燃料が噴射され、熱により燃料が自己着火して燃焼が始まりし、空気燃焼ガスの膨張力によりピストンを[[下死点]]まで押し下げる行程。
# 排気行程: 慣性によりピストンが上がり、燃焼ガスをシリンダ外に押し出す行程。
{{要出典範囲|date=2011年8月|ガソリンエンジンは点火プラグのスパークにより、ピストンが押し下げられるより早く燃焼が終了するため、燃焼前後で見るとシリンダー内の空気は等積変化（等容変化）で圧力が上昇するが、コモンレール式などのマルチ噴射ディーゼルエンジンでは3-5回程度に分散して燃料を噴射するためにシリンダー内の空気はほぼ等圧変化をする。}}
== 工夫 ==
二輪、四輪一部の自動車 の一部や航空機用のエンジンの多くは[[点火プラグ]]をシリンダーあたり2本持つ。 {{要出典範囲|date=2011年8月|航空機用エンジンの場合は出力を高めるという目的より、「トラブルにより片方の点火プラグが使えなくなっても、もう片方の点火プラグでエンジンを回して飛行し続けられるように」という安全面の目的のためである。 }}▼[[本田技研工業]]（ホンダ）は、より高い出力を出すために[[点火プラグ]]をシリンダーあたり2本、[[バルブ]]をシリンダーあたり8本搭載した[[楕円ピストンエンジン]]（オーバルピストンエンジン）を2輪車に用いた（[[ホンダ・NR|NR]]シリーズ）。これは8気筒の隣接する機構を一体化したような4気筒エンジンであり、4気筒で8気筒並みの性能を求めるためのものであった。
▲二輪、四輪自動車の一部や航空機用のエンジンの多くは[[点火プラグ]]をシリンダーあたり2本持つ。航空機用エンジンの場合は出力を高めるという目的より、「トラブルにより片方の点火プラグが使えなくなっても、もう片方の点火プラグでエンジンを回して飛行し続けられるように」という安全面の目的のためである。
== 2ストローク機関との比較 ==
燃料に[[ガソリン]]を用いる場合について2ストローク機関と比較すると、未燃焼成分である[[炭化水素]]や潤滑油の燃焼に伴う[[粒子状物質]]の排出量が少なく、[[三元触媒]]を用いて[[窒素酸化物]]や[[一酸化炭素]]の排出を抑制しやすい。燃焼効率や熱効率が高く、燃費が良好である。排気の騒音が2ストローク機関より低い。
=== 長所 ===
*未燃焼ガスなどの有害物質が少なく、触媒もつけられる。
*小排気量ガソリンエンジンでは2ストローク機関よりも燃費が良い。
*エンジン音の静粛性が2ストローク機関より高い。
=== 欠点 ===
*同排気量で比較すると出力が低い（同消費燃料での比較ではない）（同一周期に2倍の回転数をかけるため当たり前）。
*[[バルブ]]などの部品点数が増えるために重くなり、コストもかかる。
*爆発間隔が長くなるため、[[スロットル]]操作時の反応が若干遅くなる。
<!--- 超低回転、超大ストローク長の船舶用大排気量のディーゼルエンジンでは単一行程でも十分に燃焼、排気しきるため燃費の良さから2ストロークが用いられる。--->
=== 誤解 ===
*爆発行程がクランク2回転に対し1回であることから、単気筒では使用できない、または実用的ではないという誤解が生じ、一時期、教育向けの[[図鑑]]にもそう記載されていた事があった。
しかし一方で、クランクシャフトの回転に対する燃焼行程の回数が2サイクル機関の半分になるため、同じ排気量で比較すると出力（軸トルク）が低く、[[スロットル]]操作時の反応が若干遅くなる。吸排気[[バルブ]]とその駆動機構のために部品点数が多く、重量や部品コスト、整備コストの点で不利である。
<!---*日本市場においては[[マルチバルブ]]＝高性能および高効率と認識が強い。[[1980年代]]当時[[トヨタ]]自動車が[[DOHC|ツインカム（DOHC）]]エンジンの市場展開に積極的であり、[[日産自動車]]の[[ターボ]]エンジン展開に対して明暗が分かれた。しかしエンジンの性能は、バルブ形式や弁機構で決まるほど単純ではない。日本では旧式扱いされている[[OHV]]形式は現在でも[[アメリカ合衆国|アメリカ]]では主流であり、性能も決定的な差は無い。現在の（最新の）技術で[[OHV]]エンジンや[[SOHC]]エンジンを設計してもDOHCエンジンと同等のスペックは実現可能である。以上を省略。理由は「性能」「効率」「スペック」の異なる概念を混同してはいけない。--->
== 関連用語項目 ==
* [[ガソリンエンジン]]
* [[ディーゼルエンジン]]
* [[2ストローク機関]]
* [[6ストローク機関]]
* [[ロータリーエンジン]]
{{レシプロエンジンの気筒配置による分類}}
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