エンジン屋見習いの復習ブログ

F1始まりましたね

今年のF1が始まりました。

エンジンが好きな私も見ています。

今年はタイヤがかなり問題ありなようでタイヤの熱入れがかなり重要なようですね。

今年もかｗ

タイヤというと摩擦でどうのこうのというお話がありますが、F1の場合は摩擦だけでなく、タイヤが溶けてグリップの利き具合を良くしているので、タイヤをなるべく早く暖めたいんです。

でも、今回は画面越しに路面汚いことが確認できるぐらい、タイヤの削れたくずが飛んでるので、タイヤはなかなかひどいと思います。

自動車の持ってる性能を最大限に発揮するのに一番重要なのはタイヤなので、決勝ではタイヤの選択に注目していきたいと思っています。

話は変わりますが、マクラーレンが１位と２位というのは個人的には予想外でした。

まだ始まったばかりですが、マクラーレンは序盤にアドバンテージを稼ぐことができるのかも楽しみですね。

・・・ザウバーはとりあえずスルーでｗｗｗ

近況

ペンタブまでゲットしたので、evernoteのインクノートを勉強用に活用して勉強しています。
エンジンだけでなく、材料力学や機械力学、流体力学といった四力の基礎を復習するのに夢中ですが、今度時間があるときにまた記事を書きたいと思います。

ガソリンエンジンとディーゼルエンジン

今回はガソリンエンジンとディーゼルエンジンについて
名前はどちらも聞いたことはあると思いますが、具体的には何が違うの？と聞かれたら、点火方法が違います。

ガソリンエンジンから入ると、ガソリンエンジンでは混合気を圧縮して点火プラグで電気火花を飛ばして点火します。
ディーゼルエンジンでは、空気を圧縮することでシリンダ内の温度を上げて、そこに燃料を噴射することで点火します。
ここで、大事なのは燃焼の３条件です。
燃焼の３条件とは、
・燃料
・酸化剤（空気）
・温度
の３つの条件が揃ったときに燃焼するというものです。
ガソリンエンジンでは燃焼の３条件のうち、燃料と空気を先に準備し、点火プラグによって温度を与えることで燃焼をスタートさせます。
ディーゼルエンジンでは空気と温度を先に準備し、燃料噴射によって燃焼をスタートさせます。

今回はここまでにしたいと思います

ネットブックをいただいた

家族が使わなくなったネットブックをいただいたので、そのネットブックから投稿
無線LANが上手く繋がらないので有線でネットに繋いでますが、なんとか無線にしたい
Vistaと７は無線にすぐに繋がったのに、XP（このネットブック）だけ繋がらないのはなんでだろうかｗ

圧縮比と比熱比

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。

熱効率

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

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。