熱効率 エンジン関連 | 2012-03-06 Tue

前回熱効率に触れたので、もうちょっとだけ深く掘り起こしてみようかと。

熱効率は自動車雑誌でもちょくちょく出てきます。
基本となる考え方は、「熱効率＝仕事として有効に使われたエネルギーを投入したエネルギーで割ったもの」です。
つまり、加えたエネルギーがどれだけ仕事に変換されているのかを表しており、この値が大きいほど同じ距離を自動車で走るのに、使用する燃料が少なくて済むということになります。
私自身は燃料代が安くて済むことから、経済性の指標という風に解釈していますｗ

本題に戻りますが、「」に示したことを数式にすると式（１）のようになります。


 　（１）


ガソリンエンジンの熱効率は表しているものは同じなんですが、形が変わって式（２）のようになります。


　（２）


ここで ε を圧縮比、κ を比熱比と言います。
圧縮比も比熱比も自動車雑誌でもたまに見るキーワードですね。
ガソリンエンジンの理論熱効率（損失を無視した熱効率）は、圧縮比と比熱比の二つの要素が鍵を握っていることが式（２）からわかります。
この二つの要素はガソリンエンジンのみならず、ディーゼルエンジンにも共通している非常に重要なものなので、次回はこの二つ要素について記事を書いていきたいと思います。
（※自動車のスペックを見ると圧縮比に関しては必ず載っているはずなので、興味を持ってくださった方は見てみてください。）

今回はここまで

ハイブリット、ＥＶの流れ エンジン関連 | 2012-03-05 Mon

最近はＣＭでよく見かける機会が増えてきたハイブリットとＥＶ。
エンジン屋さんの教授のもとで勉強している身としては、将来的には自動車エンジンのない自動車が理想なのかなと思っています。
では、なぜこのように各自動車メーカーさんはハイブリットやＥＶを推進しているのかを今回の記事にしたいと思います。

自動車エンジンと電気モーター
この二つを比較したときに真っ先に挙がるのが、効率の違いだと思います。
自動車エンジンは混合気（燃料ガスと空気を混ぜた気体）を燃焼させることで、熱を仕事に変換しており、熱を仕事に変換するということは、熱力学の法則に従うということになります。
そのうち熱力学第二法則に着目しますと、この法則は熱の移動に関する法則ですが、簡単に述べると、「熱が高温部から低温部へ移動する際、その一部を仕事に変換できる」となります。
大事なのは一部しか仕事に変換ができないという制約があることです。
つまり、自動車エンジンには損失がついてまわることになり、実際の自動車の熱を仕事に変換する効率は２０％程度になります。
ここで、工学的な説明をいれますと、熱を仕事に変換する効率のことを熱効率と言います。
本来ならば、図示熱効率、正味熱効率という重要な熱効率もありますが、エンジンの損失について取り扱ったときに説明いたします。
それに比べて電気モーターは電気エネルギーを仕事に変換する際に、特別な制約がないため損失が小さくて済みます。
そのため、自動車では効率の良い電気モーターを利用して燃費を良くしようとしているのです。

今回はここまでにしたいと思います。
色々内容が不足している点がございますが、一度にしっかり書こうとすると文章が長くなり、読みにくくなってしまうので、ご了承ください。

エンジンとは エンジン関連 | 2012-03-04 Sun

エンジンというとほとんどの方が自動車のエンジンを思い浮かべてもらえるほど、エンジンの認知度は非常に高いと思います。
そもそもエンジンとは何かと聞かれたら、「仕事または動力（自動車を例にすると、自動車を走らせるエネルギー）を継続的に発生させる機械」のことを指します。
この定義を満たしていればエンジンということなので、蒸気機関も電気モーターもエンジンに含まれます。

じゃあ、自動車のエンジンと蒸気機関は同じエンジンなの？
答えはもちろん違います。
一言にエンジンと言っても様々な分類があり、一例を挙げると自動車のエンジンはシリンダと呼ばれる筒の中でガスを燃焼させ、発生したエネルギーを利用して機械を回すので内燃機関と言います。蒸気機関は機械の外でお湯を沸かし、発生した蒸気のエネルギーで機械を回すので外燃機関と言います。
他にも速度型、容積型と調べればたくさん出てきます。
このブログでは主に自動車のエンジンを中心に取り扱っていきたいと思っているので、次回からよろしくお願いします。

簡単ですが、今回はここまでにしたいと思います。