こんにちは。
友達と自動車整備関係の教科書を見ていて、
(1)エンジントルクが中速で最大になり、出力が高速で増加しないのはなぜか。
(2)ガソリンエンジンとディーゼルエンジンの正味熱効率に差があるのはなぜか。
という疑問が沸いたのですがコレはなぜでしょう?
(1)は7000rpmまで回るエンジンだったら4000rpmくらいでトルクは最大になり、出力は6500rpmで最大になると思われますが、これ以上まわしても出力が低下するのはなぜでしょうか?
(2)はディーゼルエンジンの方が若干(5%くらい?)熱効率がいいみたいですがコレはガソリンエンジンのようにそれほどエンジンを冷やすことをしなくていいから燃料のエネルギー(?)が奪われないからでしょうか?
わかりにくい質問かと思われますが、疑問に思ったことなのでよろしくお願いします。
No.4ベストアンサー
- 回答日時:
レシプロエンジンは熱エネルギーをピストンとクランクシャフトで回転エネルギーに変換しています。
これは解りますよね。
で、先の方々の通り 機械的損失や充填効率などが影響しています。
その他に燃焼速度や熱膨張率とか流速等々・・
でも、エンジンの回転上昇と共に、機械的損失は増大・充填効率は低下していくのなら、低速回転域が一番トルクが出る事になってしまいますよね。
でも実は、充填効率は中速域が一番良いんです。
バルブのオーバーラップと言う言葉を、本などで見た事がありますよね。
排気バルブと吸入バルブが、両方とも開いている間の事なのですが、丁度その時は、排気行程は排気上死点、吸入行程は吸気上死点に位置します。
排気が終わる間際と吸気の始まる間際、ここにエンジンの回転数と流速が関係して充填効率は変化します。
教科書の内容的に説明すれば
このオーバーラップは、吸気流速の遅いエンジン低回転域では、排気バルブが閉じるまで排気と共に吸気も排気側へ抜けてしまい、吸気の充填効率が落ちます。
中回転域では、吸気の流速が上がり排気側へ抜けても、それを補う以上の吸入吸気量を得られるので充填効率は(低回転に比較して)良くなります。
高回転域になると、吸気の流速も上がりますが、吸い込むことにより発生する負圧も大きくなり それは空気密度の減少になってしまい、結果 充填効率が落ちます。
(この充填効率を良くする為に、ターボチャージャーやスパーチャージャーやラムエアーなどがあります)
そして燃焼速度、高回転になればなるほど、燃焼速度がピストンの速度に着いていけなくなり(爆発で発生する熱膨張エネルギーをピストンに伝えきる前に排出され)、パワーダウンしてしまいます。
あと、設計上や過大膨張率での吹き返しの問題もありますが、ややこしくなるし、教科書にはそこまで記載されないので省略します。
ガソリンエンジン vs ジーゼルエンジン
ピストンのストローク(上下移動量)の違いが、効率の差になります。
単気筒で同排気量で同じエンジン回転数なら、ジーゼルエンジンのピストン速度は、ガソリンエンジンのピストンより速く、長く移動します。
ジーゼルの方が速く長く熱膨張エネルギーを回転に変換している(正式には違うけど^^;)と考えれば、理解し易いかな?
(ミニチュアダックスフンドとラブラドールリトリバーが同じ速度で散歩している様・・・・・、例えに かな~り無理がある?^^;)
No.3
- 回答日時:
(1)
トルクが落ちるから
出力=トルク×回転数
高回転領域で、回転数が1割上がったときにトルクが2割落ちたら、出力としては減少方向に向かう
で、なぜ高回転域でトルクが落ちるかは、前の方達の説明のとおり。
No.1
- 回答日時:
(1)については、摩擦損失の増加があります。
回転数が上がるとピストンの上下速度やクランクがベアリングの上を滑る回転速度も当然上がり、これらの二乗に比例して摩擦損失が増え、増えた
駆動力を上回る形で損失する事で頭打ちから減少に至ります。
(2)については、エンジンの膨張比(ミラーサイクルエンジン以外は圧縮比と同じ値)の違いが
効いてきます。ガソリンエンジンでは市販車では高くても11程度ですがディーゼルエンジンでは
16~22となり、燃焼による熱と圧力をより駆動力に変換出来る事になります。
加えて、ディーゼルエンジンではガソリンエンジンでは必要なスロットルバルブが無い事で吸気の
際に絞り損失が無く・実用域での熱効率は一段と良くなります。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
関連するカテゴリからQ&Aを探す
おすすめ情報
- ・漫画をレンタルでお得に読める!
- ・14歳の自分に衝撃の事実を告げてください
- ・架空の映画のネタバレレビュー
- ・「お昼の放送」の思い出
- ・昨日見た夢を教えて下さい
- ・【お題】絵本のタイトル
- ・【大喜利】世界最古のコンビニについて知ってる事を教えてください【投稿~10/10(木)】
- ・メモのコツを教えてください!
- ・CDの保有枚数を教えてください
- ・ホテルを選ぶとき、これだけは譲れない条件TOP3は?
- ・家・車以外で、人生で一番奮発した買い物
- ・人生最悪の忘れ物
- ・【コナン30周年】嘘でしょ!?と思った○○周年を教えて【ハルヒ20周年】
- ・ハマっている「お菓子」を教えて!
- ・最近、いつ泣きましたか?
- ・夏が終わったと感じる瞬間って、どんな時?
- ・10秒目をつむったら…
- ・人生のプチ美学を教えてください!!
- ・あなたの習慣について教えてください!!
- ・牛、豚、鶏、どれか一つ食べられなくなるとしたら?
- ・都道府県穴埋めゲーム
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
エンジンの回転方向を決める物...
-
シビックタイプR(FD2) 回転数の...
-
4色ボールペンのホルダーの内部...
-
工作で使うような部品なんですが
-
バスの一周するのに必要な半径は?
-
PやNの状態で空ぶかししても大...
-
何故高回転でトルクが落ち込むの
-
エギング釣り師の方、宜しくお...
-
LA100sムーヴ後期のnaの回転数...
-
AIに人間が効率良く速く進む...
-
k6AエンジンのVVTてなに?
-
マニュアル車で最近、6速とかあ...
-
回転しながら落ちる木の葉は、...
-
4輪駆動のギアが抜けない。
-
発泡スチロールで円柱を作る方法
-
ヘリコプターの仕組み
-
ホンダフィット(GE型/L13A) i-V...
-
デフのピニオンはギヤの反対側...
-
5000回転以上で加速しません。
-
スターターの回転方向
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
4色ボールペンのホルダーの内部...
-
輪ゴムが回転して戻ってくる飛...
-
エンジンの回転方向を決める物...
-
エンジンの違い
-
PやNの状態で空ぶかししても大...
-
工作で使うような部品なんですが
-
何故高回転でトルクが落ち込むの
-
AIに人間が効率良く速く進む...
-
VTECの欠点は?
-
回転扉の作り方を教えてください
-
ぶるぶる震えるぬいぐるみの仕組み
-
エアロバイクの回転数について...
-
ピタゴラスイッチのスレスレっ...
-
低速ギアと高速ギア
-
エンジンを高回転で走らないと?
-
k6AエンジンのVVTてなに?
-
マニュアル車で最近、6速とかあ...
-
シビックタイプR(FD2) 回転数の...
-
バスの一周するのに必要な半径は?
-
4輪駆動のギアが抜けない。
おすすめ情報