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既存のディーゼルエンジンにLPG燃料が使えるかと言う質問ではありません。

揮発油税の掛からないLPGを燃料にするバスやトラックが出来れば運用コストが下がるわけですが、オットーサイクルよりも高圧縮比で熱効率が高いディーゼルサイクルは捨てがたい魅力です。

そこでディーゼルサイクルのエンジンを新規設計するとして、オットーサイクルのエンジンに見られるようなバイフュエル、又はLPG専用のディーゼル機関は可能なのか、また技術的に可能ならば実現しない理由は何か、教えて下さい。

どうぞ宜しくお願いします。

A 回答 (6件)

既存のディーゼルエンジンに後付けできるのが実用化されています。

LPG, CNG and LNG が使えます。
https://www.prinsautogas.com/en/systems/dieselbl …
http://www.clydevalleygroup.com/overview.html
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この回答へのお礼

貴重な情報ありがとうございました。

出来ない理由を数え上げるよりも、実際に作ってしまった人から学ぶのが1番ですね。

UKは自動車産業では負け組に数えられることがおいいですが、この点に関しては世界の先駆者かもしれないですね。

いすゞや日野も眠ていないで頑張ってほしいです。

教えて下さりありがとうございました。

お礼日時:2021/06/07 23:33

追加です


ジーゼルエンジン燃料の着火性能を表す指標にセタン価(15~100、数字が大きいほど高性能)といものがあります。プロパンは5なのでジーゼルエンジン燃料には向いていません。なお、オクタン価は高い。
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この回答へのお礼

セタン価ですか、、、。

教えて下さりありがとうございました。

お礼日時:2021/06/07 23:28

>では、現行のディーゼル機関の2倍ほどの圧縮比の


>ディーゼル機関を設計するにはどの様な弊害があるでしょうか?

ディーゼルエンジンの弱点の一つが Nox の排出で
単純に高圧縮比にしてしまうと Noxが増え、
排ガス規制に引っかかってしまいます。
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この回答へのお礼

なるほど。

あっちを立てればこっちが立たずですね。
通りで世界を見回してもディーゼル機関のLPG燃料使用は例がない訳ですね。

教えて下さりありがとうございました。

お礼日時:2021/06/07 23:28

専門家ではないのでエンジンの詳しメカは分かりませんが問題は


おっしゃる通り圧縮比を上げると頑丈なエンジンでなければなりません。つまり重量と容積が増えることになります。船なら問題にならないでしょうが車には問題になるでしょう。
燃料の発熱量は軽油よりプロパンの方が小さいので同じ排気量ならプロパンは馬力がでません。
燃料の比重は液化プロパンが0.5で、軽油は0.812~。同じ重量の燃料を収容するタンクは軽油より6割大きい物が必用です。同じ発熱量だとさらに大きなタンクが必要です。自動車用プロパンボンベはこれまた重量物です。プロパン車のボンベは荷物室のほとんど占領しています。

エンジン、燃料タンク重量が増え馬力が出ないというのは根本的問題です。

タクシーのプロパン車は40万キロメートルは走ります。オイル交換頻度も少ない。一般家庭に普及しないのはオートガススタンドが少ない、馬力が小さいということらしいです。

プロパンはプラグ点火エンジンに向いた燃料です。
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この回答へのお礼

そうですね。

LPGはオットーサイクルで使うのが一番良い様ですね。
日本の車載タンクは安全率が多く取られすぎていて重量やコストも嵩みますが、韓国やイタリア並みの安全設計基準に変更すれば、自家用車にも普及する余地が出てきますね。

LPG車両が百万台単位で増えれば当然LPGスタンドをやる人も増えるでしょうし。

教えて下さりありがとうございました。

お礼日時:2021/06/07 23:26

マツダがスカイアクティヴエンジンで圧縮比14の低圧縮のディーゼルエンジンや、ガソリンをディーゼルのように圧縮着火で燃焼させるエンジンを実用化していますので、それらの技術を応用すればLPGのディーゼルサイクルも無理な技術では無さそうに思います。



LPGのエンジンはガソリンとの比較でも出力が低いです。
乗用車で市街地走行主流のタクシーなら問題ないですが、重量物を運ぶトラック等では出力面で不利なこと。

タクシーでもLPGはトランク内に大きなタンクを備えています。
トラックで長距離が必用な車ではかなり大きなタンクが必用になりますし、
ガソリンや軽油のタンクと違って高い安全基準が必用で定期的な検査も必用です。

LPガスのスタンドの少なさも営業範囲が決まっているタクシーなら良いですが、一般乗用車でさえLPGがほとんど使われない理由もあると思います。
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この回答へのお礼

なるほど。

積載重量で選ぶなら、60人乗っても4トンぐらいにしかならない路線バスにLPGが向いていますね。
路線バスなら最高速度も60キロだし、1日の走行距離も200キロぐらいで十分ですものね。

教えて下さりどうもありがとうございました。

お礼日時:2021/06/07 23:23

ジーゼルエンジンはシリンダー内で空気を圧縮して温度が上がった(断熱圧縮)ところに燃料を噴射して爆発燃焼させ、その圧力で回転力を得ます。


燃料は軽油、A重油です。なぜそうなのか。軽油の着火温度は250℃くらい。ガソリンは450℃、プロパンは500℃くらい。一番燃えやすいのは軽油です。灯油も同じくらい燃えやすい。
プロパンをジーゼル機関で燃やすには空気を圧縮して500℃以上にする必要があります。あまりにも高圧縮なので現実的ではありません。
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この回答へのお礼

教えて下さりありがとうございます。

燃料ごとに着火温度が異なるので、着火温度が比較的低い燃料で運転するように設計されているのですね。

では、現行のディーゼル機関の2倍ほどの圧縮比のディーゼル機関を設計するにはどの様な弊害があるでしょうか?
シリンダーブロックの設計強度を上げなければいけないことぐらいは理解できますが、ポート噴射の場合でも燃料噴射装置への要求仕様が実現困難なレベルに上がってしまいますか?

20年の耐用年数で100万キロ走行を前提とする高速バスなど燃料代の節約が大きいので、エンジン製造単価が50万円や100万円ぐらい上昇しても採算が取れる様な気がしますが、、、。

着火温度が500℃のディーゼル機関の可能性に関して、知見があればご教示下さい。

お礼日時:2021/06/07 12:50

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