圧縮比と比熱比 エンジン関連 | 2012-03-09 Fri

前回で圧縮比と比熱比が自動車エンジンでは重要だということをお話しました。
今回はなんで重要なのかを記事にしたいと思います。

まず、圧縮比と比熱比とはなんぞや
圧縮比はエンジンに吸気した、ガソリンエンジンの場合は混合気（燃料蒸気と空気を混ぜたもの）、ディーゼルエンジンの場合は空気をどれだけ圧縮するのかを表しています。
例えば圧縮比１０のガソリンエンジンが容積（体積）１リットルの混合気を吸気したとすると、エンジン内で圧縮後の容積はもとの容積の１０分の１である０．１リットルになります。
つまり、圧縮比は、圧縮後の混合気の容積 / 吸気した混合気の容積という風に書くことができます。
次に比熱比ですが、定圧比熱 / 定容比熱というのが定義になりますが、このままだとさっぱり何を言っているのか分かりません。
そこで比熱比はどんな要素で値が変化するかを見ると、ガソリンエンジンを例にとると、混合気中の燃料濃度に伴って増減します。
つまり比熱比は燃料濃度を示しているという風に私はとらえています。
※燃料濃度が小さくなるほど比熱比は増大

記事のタイトルのキーワードについては説明しましたが、肝心のなんで大事なの？が説明されてないので、続きに書きます。
前回の式（２）の熱効率の式で、比熱比を１．２と１．３と１．４の３パターンについて圧縮比を変化させたときの熱効率の関係のグラフを、縦軸に熱効率、横軸に圧縮比をとり、そのグラフを図１として示します。








このグラフを見ると、横軸の圧縮比が高くなると熱効率が高くなること、比熱比が高くなるほど熱効率が高くなることが読み取れます。
つまり、自動車エンジンは圧縮比が高い方がよく、比熱比が高い（燃料濃度が小さい）方がよいということが分かります。
少し前にマツダのスカイアクティブのガソリンエンジンで、圧縮比１４というのがＣＭで流れてましたが、これは非常に高い数字（現在は１０から１２ぐらいがガソリンエンジンでは一般的）で、熱効率（＝燃費）がいいから大きく宣伝していたのです。

まだまだ、大事な点はありますが今回はここまでにしたいと思います。