ガソリンエンジンについて語る
最近、新技術が採用されるようになってきたが、よくわからんという
人にも判るようにしたいと思ってます。
質問するもよし、勝手に語るもよし。
ただ、特定の機種をマンセーするのは止めときましょう。
低中負荷では吸気行程において吸気バルブをピストンが下死点に達する
前に閉じることによって実質的な圧縮比を下げ、ノッキングを防ぎつつ
膨張比は確保し熱効率を高めています。
吸気バルブをピストンが下死点に達する前に閉じると、当然吸気量は
落ちてしまいますがこれをターボ過給によって補っています。
高負荷においてはバルブタイミングを高速寄りに替え、バルブリフトも
高くなるよう切り替えてます。
また、直噴とすることで気化潜熱による冷却効果でノッキング限界を
上げています。
昔エンジンコンサルタントだった兼坂弘氏のKミラーサイクルをそのまま
実現したみたいで、とてもワクワクするようなエンジンです。
クルマは私には高価で手が出ませんが、いつかこのエンジンが載った
クルマに乗ってみたいですね。
直６が無くなった（まだBMWが細々と作ってるけど）のは車体側の都合による
ものというのが定説です。安全性を考えた時に長い直６を縦に積むのは
クラッシャブルゾーンが十分に取れないからだそうです。
三菱のサイレントシャフトとはあまり関係無さそうですね。
直４の場合、バランスシャフトは採用されていることはありますね。
ダウンサイジングによって６気筒が減って４気筒に替わることが多くなって
きたのでサイレントシャフトも新たに採用される可能性もあるかも。
㌧ 単純に直6の方がクラッシャブルゾーンが大きいのにと思っていました エンジンがつっかえ棒にはならない？
新型のクラウンまで直4になったので今までのお客さんがもう買わなくなるか？と思っています
今の直4は静かで良いのですが直6オーナーからは心理的にNGとされてしまいそうですね
つっかえ棒になっちゃったら乗員がつぶれちゃう。
クラウンはReBORNが成功したのか最近では8割が直4のHVだとかチーフエンジニアの方が言ってました
今時は5シリーズやEクラス、あのマスタングまでも直4を積む大ダウンサイジング時代ですが、この潮流で直6以上はどうなるんでしょうか
エンジンが大きくて重ければそれだけ設計は難しくなる
エンジンと乗員の隙間にどれだけクラッシャブルゾーンを確保出来るかも安全性を確保出来るか要素の一つ
ミドシップの車はその点ではとても設計が楽でしかも安全
エンジンがリアミッドに有ってしかもフロントトランクが無い三菱アイなどはフロントのスペースのほとんどがクラッシャブルゾーンとして使われている
対応可能なので６気筒になったぐらいで大きな問題が発生するとは思えない。
乗用車の場合は試験を優秀な成績でパスする必要があるんだと思われ。
お題：何故世の中のトレンドはダウンサイジングへ向かっているのか？
今や時代はエコを意識しないわけにはいかなくなり、
エンジンは小排気量過給直噴エンジンが主流になりつつあります。
(ハイブリッドもあるけど今は置いといてｗ)
何故にダウンサイジングなのかを掘り下げてみましょう。
私の見解は後で様子を見ながら書きますｗ
現在主流のモード走行の負荷が小さいから。
この負荷条件で効率が良いエンジンを作ろうとすると、排気量は小さくした方が良いってことになる。
ただしそれだけでは実用上のパワーが不足するからターボで補う。
まぁ、一種のカタログ燃費測定の受験対策だね。
ゆっくり回したほうが感覚的に実燃費はいいと思えるのです 音も静かだし・・
やはりカタログ燃費では大排気量では不利なのでしょうか？
小排気量も大排気量もぶん回すのは良くない。
ターボで過給するなんてもってのほか。
適度な回転数と適度な負荷で運転すること，そしてそのときのパワーがモード走行時の要求パワーに近いことが重要。
大排気量エンジンだとモード走行時には能力をもてあましすぎて効率が悪い。
エンジン縦置きにするならその方がいいような気がするのだけど
カムシャフトまわりが2セット必要になってコスト高。
V型にしても全長が完全に半分になるわけではないので
元々全長がそれほど長くない4気筒に適用してもあまり意味がない。
クッソ長文だがV4の説明書いてみた
1920年代、ランチアラムダが狭角V4を採用、コンパクトさを活かした設計で今の乗用車の先駆けとも
んで戦後、タウナスにサーブ96なんかがV4縦置で先進的なFFを実現、あとコルセアはV4の高バランスから聴かれる車と…（略）
ようは当時ではスペース効率が良かったから選択されていた
しかしミニ、128の出現（特に128）でFFは直4横置きした方が効率的だし、V4は手間金かかるので消えてしまった
以上知ったかなんで…
ちなみにバイクではよく見られるしV2ならモーガン3ホイーラーが今もある
でも縦置V4なら前後重量配分、重心高、Fサスとの兼ね合いもいいかもしれんね、あとバンクで排気とかが別れるのをメリットにするとかできたら（919HVのV4？）
長文ｽﾏｿ
あとゴールドウイングは水平対向6気筒だったりする
V型ではあまり変わらないでしょうか？
低振動という意味では、V6は直6に原理的に敵わない。
直6は完全バランスエンジンと呼ばれているよね、よく分からんけど
V6はバンク角で振動特性が変わったはず。
バンク角180度(フラット6)なら直6と同様に回転二次まで完全バランスだよ。
60度だと偶力が真円になるからバランスウェイトで解消されるってね、GTRのVR38も60度みたい
けど新NSXは75度…何故？
少しでも重心を低くしたかったとか。
㌧ 6気筒車は高級車なのでどちらもそんなに変わらないのでしょうが
振動は先入観で V6 ＞ 直6 かなぁと思っています （V6は乗ったことが無いです）
天才卵エスティマが唯一それに近い感じか。
エスティマの話だと、2stのかわり直4傾けることなり潤滑系苦戦して、参考にスバルの水平対向見たら意外と高くて意味ねえ ってなったらしいｗ
てか基本的なことだけどウェットサンプの水平エンジンってオイルポンプだけで綺麗に潤滑するんか？
９０度傾斜エンジン。スクーターのエンジンは７０～８５度ぐらい傾斜ついてる
のが多いな。
エスティマの3CTエンジンのオイルパン形状みると当初90度傾斜で考えてたのを
諸問題で急遽起せるだけ起こしたって感じがするね。
軽のキャブオーバーとかアンダーフロア車はスペース的に傾斜いるんだろうね、大体のはBMみたいにちょい斜め位らしいけど
今見てて見つけたのがブラバムBT55で72度傾斜…エスティマすげえ
使い勝手で正立の機種ばかり買っていたな 趣味の模型と実用エンジンでは比較にはならないが気にもしていなかった
重力の問題でオイルがたっぷり供給されるはずのシリンダー下部がピストンと激しく擦れる。
しかし第二次世界大戦時の航空機レシプロエンジン（例ダイムラーベンツDB605）はヤバイな
倒立V12型ドライサンプ直噴ツインプラグDOHC4バルブ無段変速スーパーチャージャー…とクラクラする
やっぱ戦後F1とかにフィードバックされたのだろうか
>>38
なるほど
考えてみればオイルには油膜があるし一秒に500回とかピストン運動してるんだからほっといても循環するんだろうな
クランクケースにも工夫があるみたいだし
ピストン自体の重量がもろにシリンダー下部の潤滑に影響するってのは意外でした。
対策としてはクロスハッチやピストンリング、オイルリングに工夫してあとはなるべくピストン軽くするぐらいしかないですよね。
倒立エンジンはオイル供給さえ問題なければ潤滑不良にはならないでしょう。
シリンダー磨耗はほとんど聞かなくなりましたね。
ほぼ水平のカブなんかは今も鉄シリンダーのはず。
3万km過ぎるとオイル消費激しくなりますね。
エンジン停止後油膜は10年以上残ります。
問題になるのはコールドスタート。
油温上昇してサラサラになるまでオイルジェットからオイルの飛び具合が弱く必要箇所が潤滑されないエンジンがある。
これはもう設計の問題だけどね。
最近の低粘度オイル使用なら大丈夫だろうが、従来オイル使用してる場合は冬場注意です。
アイドリングのみで暖機するのも良くない。
今の低粘度オイル指定のエンジンならクリアランスも狭いし、意外とコールドスタートには強いのかも
ぶん回さないって前提での話ですが
冷えてるとピストンが真円じゃないし
街中でオイルの煙吐いてるクルマはたいていこの2社。
エンジン思いやるような取扱いしてても関係ないらしいね。
前に出したお題について。
まず’ダウンサイジングとは’から始めましょう。
例えば大排気量マルチシリンダーの3.5LのV6のNAエンジンがあるとします。
300馬力くらいとしましょう。
これを2Lの直4の過給エンジンに置き換えられないか？って話です。
大排気量NAは燃費が悪く、普段使う街乗りなんかの領域ではその能力の
十分の一も使っていません。これを小さな排気量で燃費を良くして
大パワーが必要なときには過給で空気を押し込みましょうという発想です。
2Lの過給エンジンで300馬力くらいなら結構前からありましたが、
何故最近までそれができなかったのか？
それは過給エンジンではノッキングの問題があり、圧縮比（＝膨張比）を
下げざるをえなかったこと、高負荷時には燃料を多めに噴いて燃焼室の
温度を下げていたからです。
低速の無過給領域では単なる低圧縮比エンジンで、過給が効いてくると
とたんにトルクが立ち上がるようではスポーツカーでは良くても
車重のあるクルマには使えません。
それが何故克服できたかと言えば、それは「直噴」です。
直噴とは従来のポート噴射のように吸気ポートで燃料を噴くのではなく、
シリンダー内で直接燃料を噴きこみます。
どういうメリットがあるかというと、吸気バルブのタイミングに左右され
ないので理想的なタイミングで燃料を噴けるということと、
燃料の気化潜熱によって冷却効果を最大限に得られるということです。
この冷却効果によって過給エンジンでもノッキングの限界を上げ、
圧縮比を落とすことなく、また燃料冷却をする必要もなくなり
過給エンジンの欠点を克服するすとができました。
また、ターボチャージャーの進化もあって低回転から過給が効くようになり
大排気量NAエンジンの代わりに小排気量の過給エンジンが使えるように
なったのです。
直噴化による混合気の冷却効果は確かにあるが、直噴ターボだって過給が効いてる領域では燃料冷却してるんだよ。
(もっと言えば、直噴NAだって高負荷では燃料冷却してる)
そんなことしたらエミッションが大変なことになる(三元触媒をうまく働かせるには理論空燃比であることが必須)が、モード走行ではそういう運転領域は使われないからクリアしてるだけ。
ちなみに、直噴だとPMが多く出るから、そのうちディーゼルみたいにフィルタの装着が必須になると思われ。
もっとも機械式のインジェクションだったようだし、
欠点だらけですぐに止めたみたい。
電子制御でということなら三菱のGDIであってると思う。
もっとも、今の直噴とは違って成層燃焼を狙ったものだけどね。
だけど洗浄剤が入ってないレギュラー直噴だと未だに問題出まくり
直噴ってだけで環境性能最悪ってのはVWの騒動でバレちゃったよな
今のところ基準値が緩いってのどデータのごまかしでRぼしを受けてるだけ
現状でもPM対策は必要ではあるわな
燃費至上主義から脱却できるならHV以外はポート噴射に戻った方がいいのかもね
でもコスト高だし高級車向けなのかも。
直噴でも均質燃焼だったらPMとか問題無いのかな。
>現状でもPM対策は必要ではあるわな
これ。
マフラーの出口とか真っ黒になってるし、最近のフィルタつきのディーゼル車よりPMの排出量は多いんじゃないかな。
ポート噴射ならガソリンそれ自体で洗浄できるんだけど
マツダ車良いなと思ったら全車直噴ガソリン車。
欧州車なんて全部直噴ガソリンターボ車じゃねえか。
直噴ガソリン車って三菱GDIトヨタD4から何も変わってないよね？
1:黒煙が発生する
2:カリカリ騒音がうるさく最近の静かなディーゼルエンジン並みの騒音
3:カーボンがたまりやすくカーボンがたまると不調になるが添加剤使っても
吸気バルブは洗浄されず効果がない。エンジン分解清掃が必要。
4:シリンダー壁面の潤滑オイルが洗い流されるため、磨耗が早い
当時は2000ccだとリッター6キロ位しか走らなかったから燃調が濃かったのかな
昭和50年代の頃でもキャブ車は冬季のエンジン始動が難しかったがEFIはその点は良かった
その理由はストイキでD-4Sみたいに両方使うのもあるからかつての問題は解決されてる…訳でもないみたいね
調べてびっくり、直噴は税制やオクタン価とかの理由で欧州独特のもの、それもVW問題あったし廃れるかなんてすごい思い違いだった
cxー9でスカイアクティブデジターボ投入予定
基本的な出力特性が違いますが、その違いが何故生じるのか掘り下げて
みましょう。
他人にお題を出すとか1000年早いわ。
以下は私の頭の中のイメージなのですが・・
基本的にエンジンというものは高回転にするほどエンジンの馬力は上がります
（同じ排気量ならば単位時間当たりの爆発回数が多いほど馬力が出る 例：2サイクル）
ロングストロークはピストンスピードが速い = 高回転域で機械抵抗が大きくなる為レブリミットが低いので
バルブタイミングは低中速に合わせたセッティングになります
逆にショートストロークは高回転でも機械抵抗が小さいのでバルブのDOHC化等で高速回転が可能になり
エンジン効率を上げることが出来ます
高回転ほど馬力アップはしますが製造コストや燃費、エンジンの寿命を考えると高回転化がデメリットにも
なりますので実際には用途に合わせたボア・ストロークでエンジンが造られます
これは、吸気流量が多いときの混合気の充填効率を高めるために非常に重要なポイント。
一方、吸気流量が小さいとき(エンジン回転数が低いとき)は、吸気流速(運動量)が小さいので慣性過給効果が得られにくく、スモールボアよりも混合気の充填効率が劣る。
尚、ビッグボアの場合は燃焼室の表面積が大きくなるので、熱エネルギーの外部への漏洩が多く、効率(燃料消費率)ではスモールボアに劣る。
このような理由から、低燃費と常用域での出力を重視すればスモールボアを選択することになり、燃費度外視で最大出力を追い求めればビッグボアを選択することになる。
レスありがとうございます。
お二方ともお詳しいですね。さすがです。
付け加えるってことではないのですが私の見解も述べます。
スモールボア・ロングストロークでは燃焼室がコンパクトで表面積が
少なく、熱の損失（冷却損失）が少なく熱効率が良いのですが、
高回転ではピストンスピードがショートストロークより速く、
クランクシャフトの剛性がショートストロークより低くなる傾向にあり
機械的抵抗は多くなります。
また、吸排気バルブの径も小さ目になります。
よって中低速重視の実用エンジンに向いています。
最近の燃費重視のエンジンに採用されるケースが多いです。
ビッグボア・ロングストロークでは燃焼室が扁平で表面積が大きくなり
熱の損失（冷却損失）が多めとなり熱効率は低いです。
高回転ではピストンスピードがロングトロークより遅く、
クランクシャフトの剛性がショートストロークより優れる傾向にあり
機械的抵抗は小さ目です。
また、吸排気バルブの径も大き目になります。
よって高速重視のスポーツ車用エンジンに向いています。
ターボについて、
＞大排気量NAは燃費が悪く、普段使う街乗りなんかの領域ではその能力の
＞十分の一も使っていません。これを小さな排気量で燃費を良くして
＞大パワーが必要なときには過給で空気を押し込みましょうという発想です。
これはまぁわかるんだけど、高負荷領域では、
同程度の出力のNAとターボでは、どちらが燃費いいんだろう？
素人考えだけど、ターボは本来捨てているだけの排気に含まれるエネルギーを再利用して
タービンを回しているわけだから、同じ出力を出すにしてもやっぱりターボの方が
燃費が良いのではないかと思うのですが。
ターボだと吸気温度がNAよりも高くなるからノッキング対策のために圧縮比を下げたり、燃料を余計に噴いたりしなきゃいけないから、NAの方が燃費がいいはず。
最近のは直噴化されていて燃料冷却の効果が高まっているので、昔ほどの差はないかもしれないけど。
ディーゼルならノッキングを気にする必要がないからターボの方が効率が良くなるんだけどね。
当時の運輸省への気遣いだったのかもしれません
でもオイルショックで生産中止という
だけど一昔前までは自動車用としてはまだまだ未熟だった。
最近になってようやく本領を発揮し始めた感じ。
それはディーゼルの進歩と無関係では無いと思う。
直噴インジェクターの精密制御や高回転域のパワーよりも中低速のトルク重視に
なってスポーツカー以外のセダンやSUVにも搭載されるようになった。
当時3ナンバー車は余程のリッチでないと乗れなかったし中小企業の経営者でも取引先への遠慮で
お金があっても中々所有出来なかったから2000ｃｃターボは妙な感じで普及し始めましたね
税制が変わると一気に3ナンバーが普及し始めて3リッター280馬力が国産車の頂点になりましたが
セドリックやクラウンがスカGやスープラと同じエンジンというのも何だか妙なことだと感じました
コンロッド長と機械損失について、講釈をおながいします。
この話題の定義として、まずコンロッド長（芯間距離寸法）とクランクアーム長（クランク半径）を説明します
・コンロッド長とは大端部中心と小端部中心のセンター間距離（芯間距離）のことです
・クランクアーム長（クランク半径）とはクランクシャフト中心からクランクピン中心の長さでストロークの半分のことです
この２つの.長さの比率を連桿比（れんかんひ）といい、エンジンの特性が決まる指標のひとつになります
ひと言で言えばストロークの半分がコンロッド長が何倍あるかという値です
エンジンをできるだけ軽量コンパクトにしたい場合はコンロッド長を短く（連桿比を小さく）したほうが有利となりますが
コンロッド長を短くするとピストンのストロークに対してのコンロッドの傾き角度が大きくなることから、ピストンが
シリンダーに押し付けられるサイドスラストフォース（側圧）が大きくなるため摩擦抵抗が増大します
さらに、クランクの回転に伴うコンロッド大端部の横方向への加速度（加振力）が大きくなるため
とくに横方向への慣性力振動および偶力振動が増大する、簡単に言うとエンジンの振動が大きくなると
いうデメリットがあります
要約すると以下のようになります
●連桿比の大きい（コンロッド長が長い）エンジン
ピストンの上下動に伴う無駄なフリクションロスが少なく、横方向への振動も少なくなるので高回転までスムーズで
きれいに回る素性がある。 ただしブロックが高くなり、エンジンが大きく重くなる傾向がある
●連桿比の小さい（コンロッド長が短い）エンジン
ピストンの上下動に伴うサイドフォースが大きくフリクションロスが大きく、エンジンの横方向への振動も大きくなりがち
しかしブロックの高さが抑えられるためエンジンが軽量コンパクトになる
参考資料： http://www.geocities.jp/ja22ws/renkanhi/index.html
20年ぐらい前に後付ターボが流行ったんだけど、当時でもターボ化すると燃費が伸びる
って評判だった
元々ターボそのものが燃費技術ってだけあるねー
NAのハイチューンドが煩すぎではあるんだが…
同出力のNAエンジンと比べての話ね。
そろそろ軽自動車の64馬力自主規制やめてもいいころだが。
>同出力のNAエンジンと比べての話ね。
そんな比較できる車あったっけ？
その条件だとボディも違うんじゃね？
1980年代のフェアレディZやソアラなど。
軽自動車の自主規制撤廃したらリッターカーに搭載出来るターボエンジンも出てくると思うんだが。
Bセグらへんでは1L三気筒ターボが続々出てるがその辺は100馬力+αだから軽の自主規制とは関係ないな
昔のポート噴射のターボと、今主流の直噴ターボを同列に語るのはどうかと。
余裕だろ
最大トルクな
さらには何が余裕なんだ？
車重のあるクルマに積んでも余裕だろ
と言いたいのでは？
あなたはエスパーか？
それとも本人か？
いや、本人でもエスパーでもないけどｗ
恐らくそんなことじゃないかと。
アスペにしてはバカっぽいが
まず>>89が何を言いたいか分からんのだが
タダのバカだな
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