車に詳しい方

ガソリン車のエネルギー効率はおよそ20～30％と言われています。
エンジンにおいてシリンダー内でプラグ着火して瞬間的に生み出されたエネルギーが、
ピストンを上下運動させ、クランクシャフトを回転運動させて、その回転運動がプロペラシャフトに伝達し最終的にタイヤに伝達され、タイヤと路面の摩擦にて、車は進行方向に進みますよね。

では、このエネルギー効率とは、プラグ着火した際のエネルギー(入力)を１００とした際に、
どの時点で２０～３０という出力を得られるということになるのでしょうか。
クランクシャフトの回転に使われるエネルギーが20~30ということなのでしょうか。
それともあくまで車が動くためのエネルギー(つまりタイヤを動かすエネルギー)が２０～３０になる。
ということでしょうか。
もし仮にクランクシャフトの回転のエネルギーの時点で２０～３０になるのであれば、
そこからさらに各シャフトの回転摩擦損失や熱損失もあるので、実際のタイヤの動力を得る時点ではさらに効率は下がるということになりますが…。
いかがなのでしょうか。

自動車の世界には偏った知識だったり、独学で誤った情報を持たれている方が多いです。
回答のソースまでは求めませんが、可能な限りで良いので、最終学歴と出身学科も記載いただけると信頼できます。

No.3 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2024/02/28 10:06

No.1 です。

もちろん「どのような範囲でのエネルギー効率を論じているのか」という定義が必要です。

#2 さんのような「エンジンだけ」に限定すれば、
・ガソリンエンジンで30%
・ディーゼルエンジンで40%
・電気モータは80%以上、うまく作れば90%以上
ということになるでしょうが、「電気」を作るための発電効率は
・最新鋭の火力発電で60％
・原子力で40％
程度なので、「燃料」から始まって「なした仕事」までを扱う「全体の効率」にはそういったものも加味しないといけません。
（日本での「電気自動車はエコ」という議論には、常に「その電気をどこでどうやって作るか」の議論が抜けています。「福島」「柏崎」という東北電力管内で、東京電力の電気が作られていたことを知ったはずなのに）

エンジンの設計者がいう効率か、ボディ・タイヤまで含めた完成品の「自動車」としての効率か、「燃費」といった車の利用者から見た効率か、「物流」という社会システムまで含めた効率か、「エネルギー全体」を考えた効率かで、言い方や数値が変わるのは当然のことです。
質問者さんが、その「どの範囲の効率」を論じたいのかによって、定義や数値はいろいろに変わると思います。

No.11 回答者： kanta2006 回答日時： 2024/03/05 21:41

匿名のネット上で、赤の他人が書いた自称の学歴・経歴を信用するピュアな心は、一生忘れないで下さい。

心が汚れてしまった私には到底無理な事ですので。

私が高卒というのも嘘かもしれませんよ。
本当は中卒だったりして。
でも高卒って信用してくださったんですよね。
ありがとうございます。

No.10 回答者： kanta2006 回答日時： 2024/03/04 21:07

どの回答を信じるのかは、質問者の自由なので、ご自由になさって下さい。

すんすんにゃ様は、きっと素直でいい人なんだろうと思います。
匿名のネット上の人の学歴や学部、経歴を信用されるぐらいなので。

私は疑り深く、捻くれていて、性格が悪いので、匿名のネット上で学歴・学部・経歴などを書かれても「どうせこいつも、ネット上の経歴詐称でしょ」としか思えなくて、そんなものをマトモに見る気になれないんですよね。

私が見るのは内容だけ。
私、性格悪すぎますよね。

だから、すんすんにゃ様は今のままでいいと思います。

No.9 回答者： kanta2006 回答日時： 2024/03/04 12:53

専門は言わないけど、職場は上場企業の本社開発部門ですね。

私が教えてる若手も、そういう部署に配属されてきた若者たちなので、いわゆるＦラン大学（という言い方は嫌いなのですが）の人は居ません。

私より遥かに高学歴の若者たちですが、素直に私の講義を聞いてくれますし、技術的に困った事があれば私に聞きにきます。

彼らが学歴を気にせずに、私の技術力を信頼してくれる人たちで本当に良かったと思います。

この回答へのお礼

何度もありがとうございます。

つまりkanta2006様は、特別な資格も持たず大卒でもないということですかね。
私も実際の仕事ぶりや講義の内容を受けてみることができれば、あるいは技術力を信頼できるかもしれません。
でも、こういった匿名のネット上で、
「大卒でも無ければ資格もない。でも、勤務先は上場です。」とだけ言われても信頼するに至らないのは、おかしなことでは無いと思います。
それにはじめからそれを危惧して、質問本文にその旨記載しているのにも関わらず、改めて聞かれるまで学歴を明かさないときたものですから、
そのような回答を信頼しろ、と言う方が無理があると思います。

知っている人からしたら簡単なことであっても、質問する側は分からないから質問をしているのであって、高卒無資格者の回答と大卒有資格者の回答があれば、どちらに信頼をおくかなんて言うまでもなく明確なことですよ。

なにはともあれ、ここまでご回答いただきましてありがとうございました。

お礼日時：2024/03/04 13:16

No.8 回答者： kanta2006 回答日時： 2024/03/04 07:59

はい、その通り。

私は高卒ですよ。

でも、最終学歴が高くても技術的に間違った事を言う人はいっぱいいるので。
今、会社でも技術的な勉強会を開いてますけど、高卒の私が講師で、生徒は全員大卒です。

この回答へのお礼

講師されている方でしたか。
なにか専門的な資格でもお持ちであるのですか？

お礼日時：2024/03/04 08:49

No.7 回答者： kanta2006 回答日時： 2024/03/04 06:43

そんなに難しく考えなくても分かることが色々あります。

まず、ガソリン(軽油でもいい)が燃焼時に発生するエネルギーを100とした時に、そこで発生するエネルギーは、大きく分けると熱エネルギーと光エネルギーに変換される。

エンジンでは光エネルギーは全く使われないので、まずここで光エネルギーは全て捨てられる。

熱エネルギーは、空気を膨張させ、これがピストンを押す力になりますが、これも全てをピストンを押す力に使えるわけではなく、使いきれなかった膨張力のエネルギーは排気管から大気放出される。
ここでもエネルギーは捨てられます。
熱エネルギーは全て空気を膨張させるのに使われるわけではなく、シリンダーに伝わり金属をあたため、オイルや冷却水をあたため、それらは全て冷却という形で大気放出して捨てています。
また排気管からは余った熱エネルギーも大気に捨てられます。

こうやって、エネルギーの半分以上を大気に捨てながら、一部を回転力に変えてエンジンは回っているのです。

その後、エンジンの回転力からタイヤの駆動力となるまでに、機械的なロスも勿論ありますが、燃焼時に発生するエネルギーが回転力に変換されるまでのロスに比べれば、機械的なロスはかなり小さいです。

No.6 回答者： kanta2006 回答日時： 2024/03/02 22:19

100とするエネルギーの前提が間違っています。

この場合のエネルギー効率で100としなければならないのは、着火時のエネルギーではなく、着火前に噴射したガソリンそのものが持っているエネルギーです。
分母が間違っていれば、エネルギー効率を正しく理解出来るはずがない。
こんな事は、最終学歴が何であろうと関係無く分かる事です。

この回答へのお礼

と、高卒の方が言っておられます。

ご回答ありがとうございました。

お礼日時：2024/03/04 07:52

No.5 回答者： fba 回答日時： 2024/02/28 23:32

…一応理系（工学系）ですけど。

>プラグ着火した際のエネルギー(入力)

　この書き方だとプラグに入力した電気エネルギーのことと読めますがそれでいいんですかね？一般的にはエンジンの熱効率は燃やした燃料が発生するエネルギーを入力として論じるのですが。

>クランクシャフトの回転に使われるエネルギーが20~30ということなのでしょうか。
それともあくまで車が動くためのエネルギー(つまりタイヤを動かすエネルギー)が２０～３０になる。
ということでしょうか。

　エンジン単体の熱効率を論じているか、車体の運動エネルギーへの変換効率のことを言っているかでまちまちです。

※最近のガソリンエンジンは単体での熱効率が最高時で40%くらいと言われてますね。

>ピストンを上下運動させ

　まともな工学系の人なら「往復運動」とするところですが。最終学歴と学科を書けという割にご自身はえらく雑に見えますがどうなんでしょう？

※シリンダーの寝ているエンジンもそこら辺を普通に走ってますからね。

>プラグ着火して

　いやプラグで「点火」ですから。着火ならディーゼルエンジンのように条件が整ったときに勝手に燃えだす状態を言います。これは主に国語の問題。エンジンの話をするならここはちゃんと区別していただきたい。

>そこからさらに各シャフトの回転摩擦損失や熱損失もあるので、実際のタイヤの動力を得る時点ではさらに効率は下がるということになりますが…。
いかがなのでしょうか。

　全くその通りで、アイドリングしたまま停車していれば効率0%です。なので、走行条件を決めなければお話ができません。カタログ等に書いてある燃費測定法（WLTC等）はその為に決められています。

※正確に言えば、あれは排ガス規制の測定法で、副産物として燃費が判っちゃうんですけどね。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

>この書き方だとプラグに入力した電気エネルギーのことと読めますがそれでいいんですかね？
良くないですよ、ちゃんと理解してから回答してください。

＞「往復運動」とするところですが。最終学歴と学科を書けという割にご自身はえらく雑に見えますがどうなんでしょう？
そんなことはありませんよ。
特にガソリンサイクルを論じるときはピストンの運動は上下運動が基本です。
往復運動といえば水平方向の運動も含まれますが、ガソリンエンジンに用いられるピストン運動は上下運動が主流です。
ことガソリンサイクルについて言えば、むしろ往復運動と論ずるよりも上下運動と述べる方が適切です。
仮に往復運動と言うべきだったとしても広く一般的な方にも意見を求める上では、あえて工学の学術性に則った書き方にこだる必要は無いでしょう。

＞カタログ等に書いてある燃費測定法（WLTC等）はその為に決められています。
燃費についてなんて誰も聞いていません。
先にも書きましたが、ちゃんと質問の意図を理解してから回答してください。

工学部生であっても日本語は正しく理解された方がいいですよ。
お疲れ様でした。

お礼日時：2024/02/29 07:56

No.4 回答者： chiha2525 回答日時： 2024/02/28 20:13

ガソリンが酸素と結合した際に放出されるエネルギーというのは、おおよそ正確に把握されています。

また実際にクルマが走るのに必要なエネルギーというのも分かっています。
分子と分母が分かりますから、あとの残りは排ガスとして出て行ったとか廃熱として発散したとかしたのだろうという訳です。

No.2 回答者： phj 回答日時： 2024/02/28 09:41

一般的に

「変換効率はガソリンエンジンで30%、ディーゼルエンジンで40%程度といわれています。 これに対して電気モータは80%以上、うまく作れば90%以上も達成可能です。」と説明されています。

この場合の変換効率はタイヤを回すドライブシャフトを動かす所までの変換効率でないと比較できないので、内燃機関ならクランクシャフトの出力での変換効率が30％と解釈すべきです。

つまりエンジン（モーター）単体の変換効率です。