ディーゼル機関の空気過剰率について

ディーゼル機関の空気過剰率について質問なのですが、

定速運転において、低負荷域では空気過剰率は大きい値をとりますが、負荷を増加させるにつれて減少していくのはなぜでしょうか？
EGRや排気ターボ過給による影響も考える必要があるのでしょうか？

No.3 回答者： iwagen 回答日時： 2010/12/22 02:18

私が回答します。

アクセルを同じに踏んでいるのに平地では空気過剰率が多いのに上り坂では空気剰率が少ないのはぜという事だとでしょうか。ディーゼルエンジンにはかならず（ガバナ）という自動燃料噴射装置がついてます、上り坂になるとアクセルはそのままでも（ガバナ）が働いて燃料が多く噴射されます、そのため空気過剰率が少なくなります。なおアクセルをふかした時や上坂で黒煙が出るときはディゼルエンジン整備工場　で八千円で調整できます（私は調整しました）。

No.2 回答者： tono-todo 回答日時： 2008/06/30 17:09

定格回転数、定格負荷で最適効率が得られるように各種弁等の調整を行います。

結果的に、低負荷領域で空気が過剰気味になります。
燃焼ガス温度が下がりますので、燃費は更に悪くなります。

燃焼炉では、空気過剰率が適正となるように空気流量を負荷により制御することがありますが、通常のエンジンでは、コストが嵩みますので行われていないのでしょう。
又、燃料は液体よりも気体燃料の方が空気量制御がうまくいきますので、現在のディーゼルエンジンでは、余り面白い結果にはなりそうにありません。

No.1 回答者： k-ayako 回答日時： 2008/06/30 17:07

単純に燃料が濃くなりますから負荷が上がれば数値が下がります。

考え方としてはディーゼル機関は不完全燃焼を防ぐために空気は入るだけ入れてしまおうという考えですよね。

理論空燃費で必要とされる空気の量に対してどれだけ多く入っているかを示すのが空気過剰率ですから分かりやすく数値で考えると・・・。

分かりやすい数値にするため理論空燃費が15：1としましょう。これに対して空気が60に相当する量、吸入されていたとすれば空気過剰率は「4」ですよね。

これに対して負荷が上がって燃料を増量した場合、たとえば2倍の燃料を必要とすれば当然、理論空燃費も高負荷ですから8：1や5：1となりますよね。（定速運転ですから負荷が上がって速度を維持するにはエンジン回転を上げる必要があります。もしくは同じエンジン回転を維持するために燃料を増量する必要がありますよね）

5：1とした場合、必要な空気は理論空燃費よりも3倍必要になりますから、15の空気が必要となれば実際は45の空気を必要とするわけで、空気過剰率は「60/45＝1.4」となり数値が小さくなります。

EGRや過給については考える必要がないでしょう。（過給によりより多くの空気を入れいているということにはなりますが空気過剰率についてだけ考えるならエンジン単体で考えてＯＫでしょう。）

数値についてはわかりやすくするため適当な数値です。