アトキンソンサイクルのすすめ2 追記編

メカニズムのすすめ
この記事は約3分で読めます。

前回のブログで説明しきれなかった内容を追加説明します

ブログ読んでいない方は先に前回をお読みください

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ポンピングロス

ポンピングロスとは、吸気行程でピストンが下がるときの抵抗です

昔のガソリン車は出力を下げるのに
空気の流れを悪くしてシリンダー内に入る
混合気を絞っていました

空気を通る管が狭くなるので、
ピストンが下がる時の抵抗となり
出力と共に効率もさげていました

画像 モーターファンテックより引用

ATサイクルは管を絞らず量を減らすので
ピストンが下がりやすくなり抵抗が減る

そしてその結果燃費が良くなります

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可変バルブタイミング

日本においてアトキンソンサイクルを一躍メジャーにしたのは、この機構です
おかげで表記もされなくなったのは皮肉なものですが…

ATサイクルは効率が上がる半面、馬力が下がります

なので思い切って燃費方向にすると
回転数で馬力を稼ぐことになります
かえって燃費が悪くなる
騒音などで高級感が削がれます

そこでバルブタイミングを変えることで、馬力と効率を両立できました

力が必要な時はATサイクルを止め、普通のエンジンに
必要が無い時はATサイクルを大きくとり、燃費を稼ぐ

これにより量産車種も燃費が向上しました

VVT機構写真 モーターファンテックより引用
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欧州式ミラーサイクル

ヨーロッパではミラーサイクルの方法が少し違います

日本式は吸気バルブを遅く閉じて混合気を押し返しますが
欧州はバルブを早く閉じることで行います

ピストンが下に行く途中でバルブを閉じ
吸気量を減らします
(日本式は上がる時)

これは、欧州ではターボと組み合わせることが多く
早く閉じる方がターボ圧をピストンで押し返すロスが無いのが理由です

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ターボチャージャーとの関係

日本では「排気量でその車の価値を測る」という文化が有ります
ですので、「バルブタイミング」・「ノンターボ」・「大排気量」が主流です

逆に欧州では実益でターボを選択することが多いです

ターボはATサイクルと真逆の考えです

ATサイクルで「圧縮:膨張比」を倍にしても燃費は倍になりません

なぜかというと、膨張行程ではピストンが下がるほど膨張力が弱まります
実際のところはATサイクルで増えたストロークの所では少ししか力が出ていません

下の写真は着火しなかったときのものですが考え方は同じです
燃焼中も下に行くほど圧力は弱まります

ターボは排気量以上の混合器を
シリンダ内に入れるので
ピストンが一番下に行ったときには
まだまだ力は残っていますが

上の方の力強い時の圧力だけ使い
下の方の圧力を潔く捨て、
出力を上げる装置です

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ダウンサイジングターボ

ディーゼルのダウンサイジングターボは
単純に排気量をさげ、パワーの足りない分をターボで補うものです

しかし、ガソリンエンジンは
ミラーサイクルエンジンとの組み合わせで成り立っています

力に要らない時はミラーサイクルで良い燃費走行をし、力が要る時はターボで燃費を悪くして元気よく走る

乗り手の選択次第で両方に対応するエンジンです

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終わりに

このように燃料を使ったエンジンも技術革新を求めて研究されています

車の電動化が進んでいますが、エンジンにも注目です

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