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エンジンの冷却ってどうなの?

1 :バイト:2000/05/26(金) 16:32
Eng性能を追求していく中で燃焼効率を上げるための手法は、いろいろと研究されてきますよね。
各損失を如何に小さくするかに尽きるかと思いますが、
理想的には爆発から得られた熱エネルギーが100%機械エネルギーに変換されれば冷却系は必要なく、
むしろオイルの粘性によるフリクション低減のために熱が必要になるのでしょう。
でも、これでは永久機関になってしまいます。

 さて、話を現実に戻すと、燃料微粒化や希薄燃焼及び燃焼室形状等の手段で燃焼効率が向上するということは、
これ等を採用している近年のEngでは発熱量が減ってきているのでしょうか?
即ち、Eng焼き付きの要因としては、ピストンとシリンダとの摺動摩擦の方が大きいのではないでしょうか?
また、温度の低い冷却水をEngに循環させているのは、燃焼温度を下げるためではないですよね?
この辺は、常識の範疇のようにも思えますが、実は良く理解できません。「Engを冷やす」とは、一体何処をどの様な効果を期待して行っているのでしょうか?
でも、ノッキングが発生するのは燃焼温度の上昇が原因ですよね。
うむ〜...。


2 :おやじ:2000/05/26(金) 16:50
近年のエンジンの冷却損失が減ってきているのは事実です。
リーンバーンのエンジンは暖まりにくいと嘆いています。

ずいぶん昔ですが、燃焼の熱エネルギーを逃げないようにいろいろ工夫してやったことがありました。例のセラミックエンジンです。

結果は?量産反映できるようなものはなにも得られなかったことだけは記憶しています。

話は元に・・・摺動部のスカッフ焼き付きの問題はすべて潤滑の世界です。オイルの機能は130℃くらいが上限温度といわれていますよね。
潤滑油が介在しなければこの手の機構は成立しません。トライポロジーだけを学問している人がいっぱいいるくらい。
その潤滑油の機能を維持するために冷却があるのも一つです。

エンジンにたくさんの飯を食わせる(空気)には温度を上げてはいけません。空気密度が下がるからです。逆に燃料の霧化を促進するのには低い温度は好ましくありません。

ノッキング、ノッキングってうるさくいいますが実充填効率を上げていくと要求点火時期も変わってきます。つまり大飯食らい用のセッティングと小食では異なります。
点火時期を優先して小食にするか、大飯を食らわせて点火時期を逃げる・・・とか選択肢はいっぱいあります。

ミラーサイクルエンジンの持つメリットの一つでもあります。

各々の因子の寄与を定量化することは基本ですが、大手の自動車メーカーでさえそれほどできていないのが実状ではないでしょうか?


3 :名無しさん:2000/05/26(金) 16:53
いまさらお前が考えるこっちゃない
とうの昔からつくる側が考えてるわい
よって、君の存在はこの世に必要なし
心置きなく逝ってくれ

4 :名無しさん:2000/05/26(金) 16:54
何を期待して書き込んだかは知らんけど、ここに書くのは間違ってると
おもうけどな。

小難しく書こうとしていきなり最初から間違ってるけど、内燃機関は熱
エネルギーを使って動いてるんじゃないよ。断熱膨張じゃなかったっけ。

もうすっかり忘れたけど、カルノー、ランキン、オットーサイクルとか
その辺について調べなおした方がいいんじゃないかな?

今も昔もエンジンの焼きつきは油膜切れが原因だと思うけど・・・。

今のエンジンは発熱量が減っているんではなく燃焼効率が改善されて
同程度の出力を発生させるのに必要な燃料の量は減っていると思うけど。
むしろ、燃焼効率の向上から熱量自体は増加してるんじゃないの?
だからリーンバーンエンジンでは従来よりも高い温度で機能する触媒
が求められているんだろうし。
最後にノッキングの発生原因は燃焼温度の上昇が原因とは限らない。

もっともらしく書く前に内燃機工学を勉強したほうがいいんじゃない?

ついでに実物を見た事はないけどピストンなんて無茶をすればすぐに
溶けて穴が開くぞ。この辺を考えれば冷やす必要はない。なんて考えは
出ないと思うけどな。

5 :バイト:2000/05/26(金) 16:56
3>どう言う意味?俺は真剣なんだ。

6 :名無しさん:2000/05/26(金) 16:56
>3
臭い煽りのゴミレスをsage無い
お前が先に逝ってくれ。

7 :バイト:2000/05/26(金) 17:04
いろいろと勉強になります。

少しこの辺で頭の整理をしますね。
一つ言えることは、Engの最終性能(=車の商品性とも言えますか?)として幾つか在る中で、
完成機メーカーとしてどの選択肢に重点を置いてセッティングしていくかによって周辺パラメータも変わってくるということですね。

冷却系のような2次的に決まるシステムからみると、余りにも多くの変数要素があって的が絞れない。
メーカーやエンジンによって、冷却に対する狙いが違うと言う事ですか?


8 :名無しさん:2000/05/26(金) 17:05
エンジン温度は上がればあがるほど効率が良くなるに決まってるだろ。
そうできねーのはピストンが変形するからだよ。
だから、昔、高温でも変形しにくいセラミックスエンジンを研究していたんだろーが。
セラミックスエンジンは今でも自衛隊で研究してるぞ。

とりあえず、レポート書くのに、自分で調べる前に2chで聞くのはやめろよ。


9 :名無しさん:2000/05/26(金) 17:07
1  氏ね。全く解かってないだろ!!おまえ。

位置から出直せ、せいぜい工業高校の学生だな。おなえ。

10 :名無しさん:2000/05/26(金) 17:09
>9
漢字を間違うお前は真性厨房。

11 :名無しさん:2000/05/26(金) 17:10
つーか燃焼温度そのものを下げるために冷却している訳ではなかろう。
燃焼室の温度と燃焼温度は同じ物ではないよ。

12 :名無しさん:2000/05/26(金) 17:16
>2 おまえセラミックエンジンって本当か?それならほんとにおやじだろうけど。
言ってる内容は、かなり間違ってるようだ。知ったかぶりぶり。ごきぶりくん。

あ、かなり寒いな、おれ。さいなら。

13 :材料屋:2000/05/26(金) 17:23
>おやじ
セラミックスエンジンの話ですが、たしかに量産の問題もありました。
商品保証ができないってことです。途中で割れたらこまりますもんね。
ということで、運輸省が認めなかったと思います。
ただ、タービンについては、壊れても、とりあえず走れるということで、
運輸省が認めました。(たしか)
でも、一番の大きな理由は、セラミックスにしても熱効率が上がらなかったのが一番の理由です
>8
セラミックスの研究はたくさんされていますが、自衛隊もしてるんですか??初耳です。
それって、セラミックスエンジンですか??教えてください



14 :8>13:2000/05/26(金) 17:31
技術研究本部で大真面目に研究していますよ。
戦車のエンジン用で。

最初はセラミックスでピストンとシリンダーを造ろうとしていたみたいだけれども、
脆性に問題があって、結局、表面をセラミックスコーティングする方向で決まったみたい。
でも、まだセラミックス製ピストン、シリンダーも諦めてはいないけれどもね。


15 :名無しさん:2000/05/26(金) 17:33
ノッキングって過負荷でもするでしょう

>Eng焼き付きの要因としては、ピストンとシリンダとの摺動摩擦の方が大きいのではないでしょうか?
確かにオーバーヒートなんかではピストンとシリンダが逝くけど
オイル切れなんかはコンロッドやクランクシャフトのメタルが逝くでしょう。

もっと多面的に考えないと。
考えが偏ってるよ。

16 :名無しさん:2000/05/26(金) 17:47
ノッキングの場合
・ピストン上面や燃焼室壁面に残留するカーボンが火種になって発生する
・空燃比異常で瞬間的に燃焼してしまう(これはノッキングとは言わないんだっけか)
・圧縮比の上げ過ぎで圧縮過程に混合気に自発着火してしまう
・点火時期尚早

低中回転域で理想混合気よりも濃い目の混合比の方がより出力が大きく取れるのは
燃焼速度の低下によって膨張によるエネルギーの変換を効率的に行えるためではな
かったか。


17 :名無しさん:2000/05/26(金) 18:35
>1
言い尽くされてる感じだけど....
熱効率を上げると言う事は同一燃料で発生する熱量を上げると言う事。
だから発熱量は効率の悪いエンジンと変らないけど、パワーが出てる。
つまりアクセルを吹かさなくても同じだけ進めるから総熱量が下がる。
# エンジンを触っても熱く無いって事では無いゾ
さらに、熱をそのまま使う訳では無く、膨張するエネルギーを使う訳
だから、なるべく長ーーく伸ばしてあげればいい。でも単純にやると
圧縮比が高くなっちゃう。そこで圧縮工程の中程までバルブを解放
しておいて排気量より少ないガスを圧縮して、伸びる方は目一杯スト
ロークを使えば効率が伸びる。これがアトキンソンサイクルとかミラー
サイクルと言われてるヤツだね。

18 :17:2000/05/26(金) 18:40
排気されちゃったガスのエネルギーでタービンを回せば再利用に
なって効率が良い。ターボは本来は効率がいいんだが、燃費が悪く
なる要因が一杯あるから置いておいて。例えばタービンで発電機
を回して電気を造れば効率が良くなる。ハイブリッドカーなんかで
は意味が出てくるだろうけどコストも大切だから単純では無いだろう
けどね...


19 :名無しさん:2000/05/26(金) 19:12
圧縮比と、そこから膨張するまでの限界がある以上
熱効率は今ぐらいまでしか上がらないということかしら?

やっぱコジェネ?

20 :材料屋:2000/05/26(金) 19:12
>14
知らなかったです。ありがとうございます。
金属セラミックスにコーティングですね。
ジルコニアかな。
それなら、発電所もやってますね。
戦車のエンジンを作ってるところがやるならわかるけどね。
自衛隊がこのような研究をしてるとは・・・。

この手の話は、板が違うので、この辺で。


21 :通りすがり:2000/05/26(金) 20:30
せめてこっちの板へ行ってくれ。

http://2ch.server.ne.jp/2ch/rikei/index2.html

22 :名無しさん:2000/05/26(金) 20:32
よって、終了。失敗上げてしまった。
-------------------------------




23 :名無しさん:2000/05/26(金) 20:52
やっぱ、ガスタービンだよ。

24 :おいおい:2000/05/26(金) 20:52
そっちの板って誰か居るのか?
あっちはさびしぜー。

25 :この素人が!!:2000/05/26(金) 22:00
>ノッキング、ノッキングってうるさくいいますが実充填効率を上げていくと要求点火時
>期も変わってきます。つまり大飯食らい用のセッティングと小食では異なります。
>点火時期を優先して小食にするか、大飯を食らわせて点火時期を逃げる・・・とか選択
>肢はいっぱいあります。
>
>ミラーサイクルエンジンの持つメリットの一つでもあります。

って、おいおい、現状のクルマ用のエンジンに関して言えば。選択肢殆ど無いでしょ。

低負荷時は、点火時期MBTトレースできるし、EGRは大量に入れて
ポンピングロス下げて燃費稼ぐのが主流でしょ。直噴もリーンバーンも狙ってるとこは同じでポンピングロス低減が目的だし。
だいたい、低負荷の時って効率かなり悪いでしょ。だからまだ実燃費稼げるわけで。
プリウスとかインサイトなんかは、減即時のエネルギー回収する事がメリットだね。
アトキンソンサイクルとかミラーサイクルは、排気損失の低減が目的。

高負荷時は、大飯を食らわせて点火時期を逃げるってノッキングし辛くする為にも、
触媒守る為にも、出力稼ぐ為にも、燃料は濃く吹き込むってことでしょが。
直噴もリーンバーンもアトキンソンサイクルとかミラーサイクルも、その領域では
おなじように、濃く吹き込むの!!

一つのエンジンで、高負荷も低負荷も低回転も高回転もこなすんだから。
運転条件に現状最適な領域(本当は最適じゃないけど)は、選択肢は無いでしょ。
細かなチューニングって領分はあるけどね。

おやじ、バイト おまえら言ってる事がなんだかなって感じだぞ。わかるか?

トヨタのホームページでも漁れば?素人にも解るように説明されてるぞ。

あ、セラミックエンジンね。ここ最近だけどセラミックエンジン使って排ガスが綺麗な
エンジンが出来たって記事見た気がするな。でも詳細忘れた。
気になるから調べよーっと。

君ら学生?いいねー失敗しても間違ってる事言ってもクビにはなんないもんねー。


26 :まあ固いこと言いなや:2000/05/26(金) 22:25
エンジンを冷やすのは何故か?ってことだろ?>1

爆発エネルギー → 駆動力(消える)
それは燃やしたエネルギーは <
熱エネルギー

(自然放熱量より発熱量のほうが多い=そのままだと熱がたまってゆく=
金属膨張・油膜切れ・摩擦増=焼き付き=だから”冷やす”しかない。)

単純にこれだけじゃないの?

(燃焼エネルギーは100%爆発膨張エネルギーにはならない)

他の方もおっしゃってますが、ゆえに各メーカーがセラミックで
エンジンをやろうとしたのさ、それは”膨張・変形・変質”が無いからよ。
理論上冷却機関が不要、空冷のフィンすら必要無しさ。
京都セラミックが注目され株価が跳ね上がったのもあの頃だったな。
一時「夢のセラミックエンジン」なんて言ってたもんな。
実用化されなくて残念だ。

27 :名無しさん:2000/05/26(金) 22:25
でわ、さ〜よ〜な〜ら〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜


28 :26っす、すまん:2000/05/26(金) 22:47
爆発エネルギー → 駆動力(消える)
それは燃やしたエネルギーは <
熱エネルギー

(自然放熱量より発熱量のほうが多い=そのままだと熱がたまってゆく=
金属膨張・油膜切れ・摩擦増=焼き付き=だから”冷やす”しかない。)

----------------------------------------
↑これ失敗しました、訂正いたします。

それは燃やしたエネルギーは

1、爆発エネルギー → 駆動力(消える)

2、熱エネルギー (自然放熱量より発熱量のほうが多い=そのままだと熱がたまってゆく=
金属膨張・油膜切れ・摩擦増=焼き付き=だから”冷やす”しかない。)

単純にこれだけじゃないの?

以上「何故エンジンを冷やすのか」スレッド御中

29 :名無しさん:2000/05/26(金) 23:01
コンピュータスレもそうだけど、
自分のわからない難しい話を書かれるとなんとかやめさせたいドキュンが
いるようだね。ぷぷ。

30 :>29:2000/05/27(土) 00:48
それって誰のこと?


31 :名無しさん:2000/05/27(土) 01:20
そうだなー、わざわざ作った熱エネルギーを冷やして捨ててるもんなー。
今更ながら効率悪いんだな、内燃機関。

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