2017年04月08日

エンジン

エンジンは燃料をシリンダー内で爆発燃焼させ、その熱エネルギーによって力を生み出す自動車の動力源です。自動車のエンジンには、燃料にガソリンを使うガソリンエンジンと軽油を使うディーゼルエンジンがあります。
ガソリンエンジンは主に乗用車に、ディーゼルエンジンは主に商用車(トラック、バス、ライトバン)や重量のあるSUVなどに使われています。

ガソリンエンジン

ガソリンエンジンは、 燃料(ガソリン)と空気の混合気をシリンダの中に吸入し、この混合気をピストンで圧縮したあと、点火、燃焼・膨張させてピストンを往復運動させる内燃機関です。

ガソリンエンジン.png

  • 吸入工程
  • 吸気バルブが開かれ、ピストンが下降していくと、シリンダー(燃焼室内)に混合気(ガソリンと空気)が吸い込まれます。
  • 圧縮工程
  • 吸気バルブならびに排気バルブが閉じられ、ピストンが上昇していくと、内部の混合気が圧縮されて温度が上昇します。
  • 燃焼・膨張行程
  • この状態のところで点火プラグで点火が行われると燃焼が開始され、その熱で燃焼ガスが膨張してピストンが押し下げられます。
  • 排気工程
  • 排気バルブが開かれ、ピストンが上昇していくと不要になった燃焼ガスが排気として排出されます。

    ディーゼルエンジン

    ディーゼルエンジンは、基本的な構造はガソリンエンジンとほぼ同じですが、点火プラグがなく、燃料を噴射するインジェクター(噴射ノズル)がシリンダー内に取り付けられています。

    ディーゼルエンジン.gif

    吸気工程では空気のみが吸入され、圧縮工程で圧縮された空気は高温になります。そこに燃料(軽油)を噴射すると熱によって燃料が燃え始め燃焼・膨張行程になります。そして排気工程で燃焼ガスが排気されます。

    軽油を高温の空気で着火させるために、ディーゼルエンジンの圧縮比は17〜20前後とガソリンエンジンの2倍ほどに設定されています。また、ガソリンのように混合比に左右されにくい「希薄燃焼」が可能なので、何といっても熱効率が高く、燃費がよいことが最大の利点です。
    一方、それだけの高圧縮比を保つためには、エンジンを頑丈にすることが必要で、重量が増すとともに高回転には向かず、振動も大きいので小型の乗用車には不向きといわれてきました。しかし、燃料システムの改良や、空気のみを圧縮するという特性から相性のいいターボチャージャーを利用することで、低〜中速回転で大きな力を発揮できるエンジンとして、1980〜90年半ば頃までワンボックスや4WD車に多用され、小型乗用車にも採用されました。その後日本では、大気汚染の問題、特に都市部のスモッグの原因としてディーゼルスモーク(黒煙)が取り上げられ、乗用車用のエンジンとしてはほとんど採用されなくなりました。
    現在、新世代のディーゼルエンジンは、ヨーロッパを中心に低公害・低燃費のエンジンとして活躍しています。日本でもその流れを受けて環境基準に適合する新しいディーゼルエンジン(クリーンディーゼルエンジン)の開発が進められています。

    気筒休止エンジン

    気筒休止エンジンは、低負荷運転時あるいはアイドリング時に、一部または全部のシリンダーを休止させる機能を搭載したレシプロエンジンです。可変排気量エンジン、片バンク休止エンジン、可変シリンダーなどとも呼ばれていま。

    可変バルブ機構を内蔵したロッカーアーム(またはバルブリフター)を用いカムからバルブへの伝達を遮断させるか、何らかの方法でゼロリフトのカムに切り替えることで、吸排気バルブの両方を全閉・密着、吸排気および燃料供給を停止させることによって、目的のシリンダーを休止させます。

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