エンジン


パソコンの素晴らしい事は、
膨大な文字列の中から「検索」をして見つけ出す事が出来ることです。
ページの何処に書かれているか探す時は、
メニューバーの編集をクリック→「このページの検索」を使います。



    軽四 ストロークアップ で120馬力   ▲Top


ターボチャージャーは排気を利用して過給するもので、
右の図のように原理は簡単です。
例えば1000ccのエンジンに強制的に1500cc分の空気とガソリンを送り込めば、1500ccなみの出力になります。

1998年、ストーリアというダイハツ車は、軽自動車の 660 cc 4気筒DOHCターボエンジンをストロークアップした713 cc は120馬力でした。
軽四 ターボエンジンを見直せ。
64馬力規制は、普通車メーカーからの圧力と思いますが、世界に誇る日本のターボ技術なら、軽四の660 ccエンジンでも100馬力以上は出ます。
中嶋悟選手が走ってた頃のF1では、1500ccターボで1500馬力と言われました。

ターボエンジンは、低回転では過給が少ない弱点がありますが、高回転エンジンの軽四にはうってつけです。
高回転のため出足からターボが効いてトルクが太いので乗りやすく、低速での加速に優れ、アイドリング時の燃料消費が少ないなど良い点があります。

ターボチャージャー付きのエンジンといえば、
以前は燃費が悪いのが常識でした
過給すると燃焼室が高温になり自然着火(ノッキング)を起こすので圧縮比を低めに設定せざるをえませんでしたが、直噴エンジンでは、圧縮しているのはただの空気なので自然吸気並の圧縮比が可能になりました。(圧縮比と熱効率は比例するので、圧縮比を下げると燃費は悪くなります)
最近は、タービンの小径化やツインスクロール化、電子制御の助けもあって、コンパクト・高出力で、自然吸気より馬力あたりでは、低燃費のターボ エンジンが出ています。
1500ccのカローラは109馬力です、川崎バイク「Ninja H2R」は998ccエンジンにスーパーチャージャーで300馬力、以前の軽四360ccで100馬力は可能です。
ターボエンジンは、小型、高出力、低燃費、小さなエンジンルームで大きな乗車空間、コンパクトカーに取って最適なエンジンです。

軽自動車は、意外と燃費が悪い。
軽自動車のスズキ・アルト、燃費24.Km/リットル。
ホンダ・フィットGが1,400cc、24km/リットルとカタログ燃費は同じです。
1,400ccエンジンと同じように走るためには、軽四エンジンは高回転にする必要があるため燃費が悪い。
それでも、軽四は小型高回転エンジンですから、出足から高回転の太いトルクと車両重量も軽く出足ではへたな普通車には負けません。
エンジンの回転が上がってからクラッチでつなげるミッション車と違い、AT車は最初からクラッチがつながったような状態なので回転が上がらない。キックバックをしない車も?

電動アシストターボ
電動アシストターボは、低速回転時の加給量を電動モータで補う、いわば電動スーパーチャージャーと排気ターボ合体であり、減速時など過給が不必要な時は発電機として電気エネルギーを回収するものである。
IHIは、燃費が1割ほど向上すると言っている。

スイッチド リラクタンス モーター
電動過給では無く、エンジンと並列接続をしてトルク不足を直接補うアシストモーターとして注目。

バイクとターボは相性が悪い?
ターボは回転が上がると急激にパワーが増し、軽量で不安定な2輪車では危険きわまりなかったが、ターボの制御ができればバイクにもターボは採用される。


キャパシターハイブリッドトラック
日産ディーゼル工業株式会社は、キャパシターのエネルギー回生で、燃費1.5倍、排出ガス半減の世界初ディーゼル・キャパシターハイブリッドトラックで、平成14年度 第13回 省エネ大賞 経済産業大臣賞。大容量 キャパシター

HVも、エンジンでバッテリーを充電してアシストするもので、他からエネルギーが生まれている訳ではなく、スーパーチャージャーやターボでもHVに勝る燃費を実現することは可能です。ディーゼルに水蒸気爆発
「マツダ清(きよら)」1.3Lが、32km/L(10・15モード燃費)を実現しました。
電気自動車もハイブリッド車も、コストを含めるとまだまだ尚早。
輸送や貯蔵に一番便利なエネルギーは、水素よりアンモニア?

ブラウンガス (水が燃料)

   


    プレッシャーウェーブ・スーパーチャージャー  ▲Top

プレッシャーウェーブ・スーパーチャージャー
では、回転するレンコン状のローターの回転にエンジンとタイミングを合わせ、排気の圧力波を利用して吸気を圧縮する。

レンコン状のローターの吸気を排気の圧力波で加圧するものだが、不思議と排気と吸気は交じり合うことなく、吸気の圧力を高められる。

プレッシャーウェーブ・スーパーチャージャーの特徴としては、常にローターが回転しているため、ターボラグが発生しないことと、エンジン出力はローターの回転のみに使われるためスーパーチャージャーよりも出力の損失が少ないことがメリットとして挙げられるが、逆に構造的にユニット自体の重量が重くなることや、ターボチャージャーほどの過給圧は得られないなどのデメリットもある。


市販車では、1980年代末期にマツダが製造していたカペラにディーゼルエンジンと組み合せて搭載されていた。このPWS付ディーゼルエンジンは始動時の締め切りバルブが必要になり、これのメンテナンスを怠ると、ススやスラッジの堆積で始動不良を起こす。

電子制御
プレッシャーウェーブ・スーパーチャージャー

排気の圧力波を利用して吸気を圧縮する。
電動化し電子制御で簡素化出来るかも?
完成度を高め、コストダウンが出来れば、
まだまだ使えると思われる。


軽四 ターボエンジンで110馬力は可能




    ミラーサイクルエンジン           ▲Top

    ミラーサイクルエンジン
ハイブリッドなしで燃費30km/L、スカイアクティブ
余分な資源を使わず、燃費を改善した。

エンジンの圧縮工程は、圧縮の負荷でエネルギーを消費しています、吸気バルブの早閉じ、遅閉じによって吸気の圧縮エネルギーの消費を減らします。
吸気バルブの早閉じ、遅閉じの圧縮と爆発の損益分岐点を計算し、吸気の負荷を減らした分、燃焼室を小さくしたり過給効果で圧縮比を高くして、爆発のストロークを長く確保しエネルギーを効率良く絞り取っているのがミラーサイクルエンジンです。

ストロークを長くして膨張が大きければ、熱エネルギーを使って体積を膨張するため温度が下がります。
一般では、マフラーの管の径を太くして排気の抵抗を少なくした方がパワーが上がると思われています。
太いマフラーを付けたら、トルクが落ちたなどは、現実に聞かれる事です。
水道管の蛇口を急に閉じると、ウォーターハンマー現象がありますが、給・排気管の太さや給・排気管の長さなどで排気慣性効果を引き出す事が重要です。

右図のように、吸気バルブが閉じるタイミングを遅らせらせて、圧縮の負荷を吸気管に逃がすと吸気管の吸気慣性とで圧が上がり過圧された状態を次の吸入で使えます、これは過給効果です

ハイブリッドのように、高価なバッテリを積まなくても低燃費
マツダは2009年の東京モーターショーでコンセプトカー清(きよら)1.3リットルが10・15モードで32km/リットルを実現している。


ノンスロットルバルブのエンジン
以前のエンジンは、キャブレター スロットルバルブはエンジンの性能を左右する重要な部品であったが、最近では燃料噴射となりキャブレター スロットルバルブも無くしたエンジンが出現した。
インクジェットプリンターでは1秒間に3万回インクを噴射するが、燃料噴射も自在に噴射できるといえるだろう。
素晴らしい、三菱のMIVEC(可変バルブタイミング機構)
スロットルバルブの吸入量を吸気バルブでやってしまう。
吸気バルブで吸入量も吸入のタイミングも負荷に応じて吸入弁で連続可変する、可変バルブタイミング機構が出現しました。
新型 MIVEC (1.8L SOHC 16バルブ 4J10 型エンジン)は、RVR ギャラン フォルティス に新しく 搭載され2011年10月から発売されました。
この新エンジンは吸気バルブの連続可変システムにより吸気量をコントロールするが、スロットルバルブは残されている。このスロットルは通常はフルオープン状態で、アイドリング時にはスロットルを閉じて吸気気圧を下げ冷間時の燃料の気化を促進したり、ブレーキ用の負圧、ブローバイガスを吸い込むための負圧を作るなどの目的でのみ作動する。


6ストローク機関




    薪炭自動車 ▲Top

石油不足で悩んだ我が国は、朽ちた松の根っ子(あかし)から航空機燃料を抽出するなど、涙ぐるしい努力をした。(松根油)
ただ燃焼だけではもったいない、薪からエネルギーをとことん絞り取るために、熱分解ガス化を行い可燃性ガスを発生させ、薪を使ってエンジンを動かす方法を実用化したのは1938年(昭和13年)です。

どれぐらい走れるかというと、薪70kgで50〜80kmほどは走行可能だそうだ。
薪炭自動車は、「薪ガス発生装置」の中で、こぶし大の薪を燃焼させ、一酸化炭素と水素を発生させる。
そのガスでエンジンを動かし、車を走らせる仕組みだ。
木炭ではなく薪を用いる理由は、炭焼きの手間と、炭焼きの段階で3分の2のエネルギーを失い勿体無いからだ。
木炭より水分の多い薪の方が、水性ガスの発生も多くエネルギーに無駄がない。
水を追加して水生ガスを多く発生させる「薪ガス発生装置」もある。
さらに廃材でも燃料にできることがすばらしい。


水性ガス化
炭化水素の高温燃焼に、水蒸気を通じると(CH_2 + H_2O → CO + 2H_2)一酸化炭素と水素の混合ガス燃料(水性ガス)が発生します。

代替燃料
不要な有機物は、薪炭自動車のガス発生装置をヒントに、固定した設備で採算の合う代替燃料生産に期待する。
大切な、食料や飼料を燃料にするバイオ燃料に比べ、薪炭自動車のガス発生装置の方がはるかに価値が有る。

薪でお湯を沸かす
薪2キロで灯油約1リットル、約9000キロカロリーの熱量に相当する。

熱電モジュール
株式会社TESニューエナジー、焚き火から40W
KELKの熱電発電モジュール、出力は24W(3A-8V)で、価格は3万円。
薪炭自動車のガス発生を応用したコンロにも成るストーブは、小枝などを詰め込み点火し「熱電対」で電気でファンを回し木炭ガスを吹き付けた強烈な燃焼をするものも有る。
電気ファンの発達した現在、工夫さえすれば強烈な燃焼が出来る薪は立派な代替燃料である。
最近では、熱電発電モジュールの性能も良くなって、ソーラー電池の2倍の発電をするものも現れている。

軽四 ターボエンジンで110馬力は可能




    エネルギー貯蔵 はアンモニア         ▲Top

エネルギーの輸送や貯蔵は化学エネルギーが一番。

電気エネルギー、熱エネルギー、光エネルギー、機械エネルギー、化学エネルギーなどの中で輸送や貯蔵に一番便利なエネルギーは化学エネルギーです。

第一次世界大戦後のイタリアやベルギーでは、自動車やバスの燃料にアンモニアが用いられた。
アンモニアは、燃焼し始めれば安定的に燃焼し、オクタン価も130相当ある、極めて優秀な燃料である。
アンモニアは、常温で8気圧程度の圧力をかけると液化するので、プロパンガスボンベと同等のボンベで間に合います。
アンモニア合成
原料は空気中の80%の窒素と水でアンモニアを合成して液体燃料を作るのである。
ハーバー ボッシュ法
ニトロゲナーゼによるアンモニア合成




    バイオ燃料ブーム    ▲Top

石油価格の高騰でコーンなどのバイオ燃料ブームに沸き立っている。
しかし、これには多くの疑念が提起されている。
バイオ燃料が化石燃料の使用削減に本当に寄与するのだろうか?
多くのエネルギー専門家は、
ガソリンによる汚染を減らすとはいえ、コーンからエタノールを作るために大量の石油や天然ガスの化石燃料が使われると言う。

大量の化石燃料を使うバイオ燃料より
「軽質油」を倍増

重油やアスファルトなどの「重質油」からガソリンや灯油などの「軽質油」を倍増する分解精製装置でもコストが問題であり、バイオ燃料と同じコストなら「軽質油」倍増にも期待が持てる。
石油精製の最終的な残存物はアスファルトで、通常は軽油とブレンドして高硫黄のC重油とします。
アスファルトをさらに熱分解精製装置で熱分解すると、ガソリン・軽油などと「アスファルトピッチ」という石炭のような固形物で、製鉄用のコークス原料やボイラーの燃料として利用されるものに成ります。
石炭の液化
以前から、石炭を粉末状にし重油および触媒を均一に混ぜて450度、300気圧で水素を作用させ石炭の液化が進められていた。




   星型エンジン     ▲Top

プロペラ機で使われる星型エンジン

冷却を良くするためにピストン側の回転を固定してシリンダー側というかエンジンそのものを回転させるタイプもある。


     水素ロータリーエンジン ▲Top


マツダが開発した水素ロータリーエンジンは、
クリーンな動力源です。
三角ロータの各面がそれぞれ吸気・圧縮・爆発・排気をするので、4サイクルエンジンの三気筒分のようなものです。
全部表そうとすると、解り難いので右の画像のAの底辺側の一気筒分を見てください。
水素はガソリンに比べて燃えやすい特性をもっています。そのため、レシプロエンジンで水素を燃料に用いた場合は吸気行程で着火し易く異常燃焼がおこり易い。
ロータリーエンジンは、吸気側と排気側に分かれた構造で、吸気側は熱源がないため、異常燃焼がおこるリスクが低い。
燃料電池車に対し、水素ロータリーエンジンは、水素純度が60〜70%で良く、また他の燃料やメタノールから水素を取り出さなくてもそのままでも使用できる点でも有利です。
 ロータリーエンジンの排気量と出力
ロータリーエンジンでは出力軸のエキセントリックシャフトはローターの1回転で3回転しますが、4サイクルのクランク2回転で1回の爆発の2倍のクランク1回転で1回爆発に相当します。
なので、ロータリーエンジンの654cc×2=1308cc・235psの出力は、2倍の2616ccの4サイクルエンジンの燃費や出力に相当で良いわけです。

ロータリーエンジンのハウジングでは、サイド排気/サイド吸気ポートが可能なのでまだまだ改良の余地があります。


「OHMASA-GAS」(オーマサ ガス)では、エンジンを回す燃料としても成功している。ブラウンガス (水が燃料)

水素燃料電池車の実用化はまだまだ先である
燃料電池車の場合、一酸化炭素などで触媒の白金を劣化させるため水素純度99.99%が必要などで、純度を高めるためにエネルギーを消費するばかりか、高価にもなります。
燃料電池はスイッチ入れてもすぐ発電しないから、発電するまで発進出来ない。そのためには、ハイブリッドのように、かなりの容量のバッテリーが必要となる。
しかも熱効率40%では、ハイブリッドの35%と余り代わらない。
メタノールかガソリンから水素に改質する装置や、改質に必要なエネルギーなどの車載にも難点があります。
水素高圧ボンベに700気圧もの加圧充填する無駄なエネルギーなど・・・
水素吸蔵合金から、水素を取り出す装置やエネルギーに難点。

水素
水素1モルは22.4gで2gとすると、水素1kgは11200g
燃料電池車を100km走行には、水素が1kg 必要と云われます。
現在の燃料電池車の水素の生産、輸送、貯蔵にかかる費用が高い。
(マグネシュウムと水を反応させて、水素を発生させる事で生産、輸送、貯蔵、安全面で有利である)
700気圧の水素高圧ボンベはあまりにも重く、水素脆化(すいそぜいか)は、鋼材中に水素が吸収され鋼材の強度が低下する現象で、鋼鉄で水素ボンベは危険である。
 原子番号1の元素だけに、潜り込むやすく小さな穴からも漏れやすく危険な元素である。

実用化に近い電気自動車のバッテリーの高寿命化。自己放電が少なく、蓄電時間の長い(大容量 キャパシター)の開発が待たれる。


圧縮空気でエンジンを回す
原理は、冷却した液体空気と普通の温度の空気をシリンダー内で混合し、液体空気が爆発的に膨張する力でエンジンを回す仕組みです。
これとても、空気に限らずもっと良いものを探せば、電気自動車に勝るものが有るかもしれません。




    滑りを良くし癒着を防ぐフッ素加工部品  ▲Top

部品の錆・潤滑の表面処理が製品の磨耗・疲労を減らし品質・性能を左右する。
品質は、潤滑・耐摩耗性・耐熱性・耐腐食性などの表面処理と精密が命といわれる程、重要なものです。

ポリマー加工
金属 ゴム等の部品にフッ素樹脂加工をする事で、接触面、摺動面での滑りを良くし癒着・さび付き等の不具合をなくす事が出来る、フッ素樹脂の潤滑皮膜。
応用例:電磁ソレノイド部品・自動車ドア部品・錠前部品・軸受け等の滑りを良くし癒着を防ぐ。
四フッ化エチレン加工に少量の二硫化モリブデン(固体潤滑剤)を添加も試されている。 


固体潤滑剤皮膜
固体潤滑剤を、エポキシ樹脂等の溶剤で希釈混合し焼成被膜形成させた固体潤滑剤皮膜もある。
耐摩耗性、耐熱性、耐腐食性に優れる。
摩擦係数の低減、焼き付け防止効果。
プラスチックやゴムなどにも使用可能。




   固体 潤滑剤  ▲Top

固体潤滑剤
二硫化モリブデンは最も代表的な固体潤滑剤です。
雲母のように何枚にもはがれ、ろうのように柔らかい鉱物です。
二硫化モリブデンは層状結晶なので、紙を重ねるとずれたり滑ったりのように摩擦を減らします。

粒子の細かいベアリング玉の転がりで、摩擦をへらします。(丸い粒子の固体ならダイヤモンドでもOK、セラミックス・シリカ・カーボンなど)

テフロンなどは、緻密な滑らかさで摩擦をへらします、柔らかいので極圧では無理。

四フッ化エチレン(PTFE)
PTFEは大気中から真空まで潤滑性に変化が少なく、耐薬品性に優れていますが、耐熱性や耐荷重性で、二硫化モリブデンほど、過酷な条件では使用できません。

二硫化モリブデン、グラファイト、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、窒化ホウ素(BN)等が用いられ、フェノール、ポリイミドアミド、エポキシ樹脂等を溶剤で希釈混合し焼成被膜形成させたものを固体潤滑剤皮膜と呼ぶ。


癒着が無く滑りが良いテフロン加工部品
エンジンオイル添加剤一般的には、有機亜鉛系の減摩材が使われます。
潤滑用シリコングリス シリコーンオイルコンパウンド




    スクリュー コンプレッサ   ▲Top


スクリュー コンプレッサ
仕組みは、ルーツ ブロワ型のローターをねじり回転と共に容積を縮小圧縮し吐出する構造。

スクリュー コンプレッサはリショルム コンプレッサとも呼ばれ、自動車用スーパーチャージャーとしてはマツダがIHIと共同開発しユーノス800に初めて採用された。

スクリュー エンジン
スクリュー コンプレッサは、圧縮機としてだけではなく、スクリューエンジンとしても用いられ蒸気を動力源とした「スクリュ式蒸気発電機」として第37回日本産業技術大賞で内閣総理大臣賞を受賞しました。

このスクリュー エンジンは、 ねじれたスクリューに、ガス圧を加えると容積を広げる方向に回転し、爆発や蒸気などの圧力を連続的に回転エネルギーに変える事が出来ます。
完全な円運動でタービンより低速に強いすばらしいエンジンに成り得ます。

スクリュー コンプレッサに似た構造で、食品を連続的に大量に効率良く圧搾するのにも利用されます。
こういう圧搾しぼりで作ったジュースは、すりおろして作ったジュースより断然おいしい。

一般にスーパーチャージャーには、ルーツ ブロワ型が使われる。
ルーツ ブロワ型は、スクリュー型よりローターのねじれが無いか弱いので、回転と共に圧縮は無く送ることを目的としている。


ルーツ ブロワに似ている、ファラオのスクリュー
これは1997年に考古学者のペルドリゼットがブバスティスから発掘した物。現在はカイロ博物館に貯蔵されている。
内部の筒型の空間には波形の筋が刻まれていている。
この遺物の解釈はさまざまだが、何らかの動力に関連する物と言う見解が大半。
これが飛行艇で使われていた・・・


  アルキメデスのスクリュー
図のように、スクリューの回転により揚水する。





    スクロール コンプレッサ   ▲Top


右の図のように、蚊取り線香のような渦巻きの
固定スクロール(灰色)に接触しながら渦巻きの可動スクロール
(青)が遍心運動をします。

圧縮され赤い部分で吐出します。
渦巻状のスクロールの接触面は油膜でシールされます。
また、旋回半径が小さいのと円周で圧縮していくので負荷の変動が少なく、スムーズに回転し、吸気弁も無く耐久性が高いのでカーエアコンに多く採用されます。



    ロータリー コンプレッサ   ▲Top

ロータリー コンプレッサは、ハウジングとリング状の間の気体を
圧縮する構造。
右の図のように、遍心運動をする青いローターでハウジングにリング状のものを押し付けながら回り圧縮する、吐出弁にはリードバルブ。

以前はリング状のものがなく、ローターをリングと同じような径にしていたものもある。
リングタイプの方が、機密と摩擦に有利なようである。

ツインロータリなど、2気筒のようにしてモーター負荷のトルク配分をし小さなモーターで回そうとしたものも有る。
この、気筒の複数化でコンプレッサの容量を変える事は、部品の共通化やコスト面でもおもわしい。


    エンジンの燃料噴射にもピエゾ素子 ▲Top

  エンジンの燃料噴射にもピエゾ素子


インクジェットプリンターに利用されている、ピエゾ素子を燃料噴射に応用。
ちなみに、世界最速のインクジェットヘッドは1秒に3万回インクの粒を噴き出す、燃料噴射も自在に噴射できるといえるだろう。
コモンレール式ディーゼルエンジンでは、高圧の燃料を一回の燃焼で3〜5回程度の噴射ノズルの開閉弁に用いられる。
燃焼機器のキャブレターに代わり、むつかしい油量のコントロールが高速で正確に行える素晴らしいものだ。

ピエゾ素子とは電圧により伸縮する圧電素子で以前はロシェル塩のクリスタルスピーカ、クリスタルイヤホン、クリスタルマイク、レコードプレーヤーのクリスタルカートリッジ、振動センサーなどに使われる。

超音波振動子
超音波加湿器、超音波洗浄機
圧電トランスは、圧電振動体を一次側を厚さ方向にし、二次側を長さ方向にして、一次側に長さ寸法で決まる固有共振周波数の電圧を入力すると、逆圧電効果により強い振動を起こし、高い電圧が二次側から出力されます。
蛍光灯やバックライト用インバータ、集塵機、複写機、ファクシミリ、イオン発生器、オゾン発生器などの高圧用電源に使用することができます。

チタン酸バリウムなどセラミック素材を用いた圧電スピーカでは0.5〜1.2mmと薄く、高能率、低消費電力で携帯電話機やノートパソコンに需要も多い。
ソナー、骨伝導素子、圧電素子の発振回路や、以前に使われた、コイルやコンデンサーの同調回路に代わって
くし型フィルタはラジオ、テレビなどに多く用いられた。
自在に動く球面圧電モータにカメラ機能を搭載すると目玉のように動きに追従する監視カメラに利用できます。

ジルナマ点火(ジルコン酸.チタン酸鉛)・電子点火・圧電点火などと言われ、圧電素子にバネなどで瞬間的に衝撃を加え数万ボルトの高圧放電で、ライター、ガス器具などの点火に用いられる。
(ライターでは、発火合金(セリウムと鉄の合金)を削り火花で点火のものと区別して、電子ライターなどとも呼ばれている)


ミラーサイクルエンジン




 エンジンでエンジンをかけるアイドリング ストップ ▲Top

     セルモータを使わない「燃焼始動式」  
マツダはこれまで開発してきたスマートアイドルストップシステムの商品名として 「i-stop」を搭載した「マツダ アクセラ」が、第6回エコプロダクツ大賞において、国土交通大臣賞」を受賞しました。

マツダの「i-stop」では、エンジン停止時のピストン位置を確実にコントロールし、燃料を直接噴射し爆発させ、エンジンを再始動させる「燃焼始動式」を採用しています。
再始動のための最適な位置に停止させたピストンの中から、最初に燃料を噴射する気筒を判別し、着火させます。
極低エンジン回転速度でも気筒判別をして、連続して着火させ、迅速にアイドル回転速度にします。
再始動にかかる時間は、0.35秒(AT車、社内計測値)を実現していて、ドライバーがアクセルを踏みセルモーターが始動といった、再発進時間の違和感を与えない快適な運転を提供できます。
セルモーターと燃焼始動式のハイブリット始動式
「燃焼始動式」での、ピストンの停止位置を確実にコントロールするよりは、、セルモーターの力で、燃焼始動式の最適位置にピストンが来た時点火をする事で、セルモーターをほんの僅かしか使わない、いわばセルモーターと燃焼始動式のハイブリット始動式で迅速にアイドル回転速度にします。
また、バッテリーと大容量キャパシタを併用することで、セルモーターの始動電流を補いバッテリーの負担を減らします。

惰力走行を使うよりエンジンブレーキ
最近の電子制御燃料噴射を採用している車のほとんどは、エンジンブレーキ時は燃料供給をストップするようになっています。
車のエンジン回転数が1000〜1500rpm以上の時にアクセルを離すと燃料はカットされ、約1000rpm以下になるとエンストを防ぐために燃料を噴射するようになります。
減速時や下り坂ではシフトダウンで、エンジンブレーキ(燃料供給をストップ)を使うと燃料を節約できます。


フライホイールで、アイドリングストップ 
フライホイールにガソリン50リットル分 のエネルギー

燃費競技世界大会 6ストローク機関
軽四 ターボエンジンで110馬力は可能
ミラーサイクルエンジン



    エクストロイドCVT   ▲Top

    エクストロイドCVT
日本精工がローラーと軸受けの開発に成功し、
出光興産が、高圧下でのせん断力と潤滑・冷却力を兼ね備えた専用オイルを開発し、1999年に日産自動車が世界初のトロイダル式変速機を持つ市販車として、Y34型セドリック、グロリアに搭載した。
その後V35型スカイラインGT-8にも搭載される。
日産ではこのCVTをエクストロイドCVTと呼んでいる。
しかし、日産以外のメーカーには供給されることは無く、
当の日産においても、一般的なトルコン式ATを搭載する車種との価格差が約50万円高となったこともあり、2005年に生産が終了している。

マツダが発表した CVT. 1. はトロイダル無段変速機と遊星歯車装置の組合わせからなっている。1999-5、
「マツダトロイダルCVT」は、軽量・コンパクトでありながら高出力エンジンにも対応し、クルマの燃費低減に大きく貢献するシステムです。ハーフトロイダル型CVTをギアードニュートラル方式発進システムと組み合わせることにより、3.0Lのクルマに搭載した場合、従来の4速オートマチックと比べて10・15モードで約20%燃費向上を実現。応答性、静粛性にも優れています。       
マツダはこの動力伝達方式を「GN(ギアードニュートラル)」方式と呼んでいる。トルクコンバータを使わないので、滑りがなく、より燃費の面で有利だとマツダは見ている。


       無段変速
ミッション車では、アクスルをゆるめ変速するが、無段変速では、アクスルを緩める事無く加速できるのでタイムロスが無い。
従来の金属ベルトCVTでは引っ張りでの伝達力より、駒により押す伝達力によると云われる。
出光興産の、高圧下でのせん断力と潤滑・冷却力を兼ね備えた専用オイルを使えば、ベルトではなく、金属の輪に変えることが出来る。
押す伝達力でも継ぎ目が無い金属の輪が静かさ滑らかさ強度でもベルトに勝る。
又は入力側のV型プーリの間に強い力で挟まれた出力側の円盤で可変速させれば、シンプルな構造になると思われる。
円盤を挟む入出力プーリは1枚とは限らない。

従来のトランスミッションでは変速時にエンジンの出力が中断され段つきが出来るが、CVTではエンジンの段つき時も無く連続フル加速出来るので非常にスムーズで加速性能も良い。

トラクションドライブメカニズム
トラクション駆動は、最近の技術革新によって、
(1)転がり面の形状精度と表面粗さ、
(2)トラクションの大きい合成潤滑油、
(3)転がり疲れ寿命の長い材料、
(4)EHL油膜の解析技術の進歩が著しく、これらの成果をとりいれてトラクション駆動の信頼性が向上してきたので、産業機械から自動車の無段変速機にいたるまで、実用化がすすめられるようになってきました。
自動車用ハーフトロイダル式無段変速機(CVT)
トラクションドライブ式スーパーチャージャー
トラクションの大きい合成潤滑油というのは潤滑の反対で滑りにくい材質、昔はベルトのスリップを防止するため粘着力の強い松ヤニを塗った。

          NAVI-5  (ナビファイブ)
いすゞ自動車が、開発した世界初の電子制御式全自動5速トランスミッションは、NAVI-5と命名、乗用車アスカに搭載し、マニュアルとオートマを両立させた、"夢のトランスミッション"として1984年9月に発売された。
2001年には、このノウハウを生かし、"省燃費シフトマシーン"スムーサーG12速と16速をギガシリーズに搭載しました。
私も、この当時マニュアル車を電磁マグネットでシフトさせ、オートマ化を考えていました。
エンジンの回転数やタイヤの回転数などから、マイコンで1速・2速・・・などシフトをどこにするかを判断させる。
クラッチが問題で、大型車ではクラッチ操作が悪くシャクッたりすると、プロペラシャフトを折るなどもあり、徐々にスプリングで締め上げる様なクラッチを考えていました。
そこへ NAVI-5の発売を知り断念しました。

ミラーサイクルエンジン




   燃費が良いと云われるハイブリッド車   ▲Top

燃費が良いハイブリッドカーは価格が高い、買い換えるまでに燃料で価格高をペイ出来ない。
ハイブリッドカーの生産には、貴重な資源の消費量が多く、省エネを帳消しにしている。

ハイブリッド車のプリウスのカタログ燃費は10・15モードで36km/リットルであるが、デミオ「SKYACTIV」のカタログ燃費は10・15モードで30km/リットルであり、実際に走った時の実用燃費は飛びぬけて凄い燃費でもない。
米国では、実燃費が悪いとして訴訟の対象となったり燃料代を返還する事態に追い込まれるので、米国燃費基準は極めて実燃費に近い。
実際に買った人が、「プリウス燃費が13km/L こんなもんですか?」 と言っている。
ユーザーが知りたいのはカタログ燃費ではなく実燃費だ。
日本も馬鹿な燃費基準を改めるべきだ。

ハイブリッド車はエンジンの出力で電気への変換電池の充電、電動機のアシストで燃費を良くしようとするもので生産での資源の使用量が多い。
バッテリは消耗品です、徐々に劣化し走行距離に影響します。
ハイブリッド車は、高価なバッテリを必要とします。
バッテリの材料は不純物が混じると局部電池ができ性能が悪いため、純度を99.99・・・・・%などにするためエネルギーを大量に消費します。
このため生産コストがかかり、ハイブリッド車のため100万円以上価格が高く成っているのも有ります。
一般に、6万キロ乗る前に車を買い替える人が多く、燃料代でハイブリッド車の価格高をペイ出来る人は少ない。
ハイブリッド車が、そんなに経済的に良ければ、宅配やタクシー業界が採用する。

1万キロ走行の1km/Lと5km/Lでは120万円の差があるが、20km/Lと30km/Lの燃料代の差は2.5万円であり、25万円の車両の価格高をペイするためには10万km以上乗らなくては成らない。

1L150円で1万キロ走行の燃料代
車の燃費 燃料代
1km/L 150万円
5km/L 30万円
7.5km/L 20万円
10km/L 15万円
15km/L 10万円
20km/L 7.5万円
25km/L 6万円
30km/L 5万円


1本のペットボトルは約10円で出来るのに、リサイクルで作るとその倍の量の石油を使い、33.6円かかる、これも馬鹿な事だね。

車が生産されてからはクリーンでも生産されるまでに沢山のエネルギーを消費して環境汚染をしている。
だいたいどんな製品でも、化石燃料の消費が多いから、コストが高くなる場合が多いので、コスト高は環境汚染と言っても過言では無い。
本当のエコは子々孫々に化石燃料を残してやることで、生産で化石燃料を使いまくることではない。

熱量の大半が捨てられている。
車の燃料の総熱量の利用率
排気損失約30%
冷却損失約30%
その他の損失約10%

利用されているのは約30%と言われる。
排気損失や冷却損失、この捨てられているエネルギーから搾り取ることが大切で、プリウスなどのハイブリッド車は、利用されている30%のエネルギーの中のエンジン出力でバッテリーを充電してモーターでアシストするものであって、永久機関でも無いハイブリッドでいくら頑張ってもたかが知れている。


まだまだ燃費は良くなる   ディーゼル車に水蒸気爆発
マツダは2009年の東京モーターショーでコンセプトカー清(きよら)1.3リットルが10・15モードで32km/リットルを実現している。
HVのようなバッテリーやモーターも要らず、軽量化とコストがかからず価格も安い。

マツダは、次世代技術「SKYACTIV」を発表
−燃焼効率を大幅に向上させた次世代直噴ガソリンエンジン「マツダ デミオ」に搭載し、燃費30km/Lを実現

マツダの高圧縮コモンレール式ガソリンエンジンは軽油を入れても回るのではと思われる高圧縮比14を実現している。
マツダのDISIには、既に欧州ではかなり一般化しつつあるガソリン用コモンレール方式を研究している。MAZDAのサイトに寄れば、「可変燃圧システム 」と読んでいて:「アイドル状態等では、3Mpaという低い燃圧にして、機械抵抗を低減し燃費を改善します。スロットル全開では、11.5Mpaという高い燃圧になり、霧化気化を改善して出力を向上させます。この11.5Mpaという値は、従来の燃圧に比べると30〜40倍の圧力になります。

燃費競技世界大会 6ストローク エンジン
ミラーサイクルエンジン
エネルギー保存は はずみ車 
軽自動車のターボ




    スタビライザーの効果              ▲Top

スタビライザーは、コの字型のバネ材で両端を左右の車輪を受け真ん中をシャーシーで受けたような構造です。
車は、コーナーで右側に荷重がかかると、右側が沈み傾きます。
このスタビライザーは、バネ材で右側が沈めば左側も沈めて傾きを少なくするように働きます。

高速での直進安定性が向上し、横風によるフラツキを抑えます。
スプリングが硬くなった感じですが、車酔い防止に効果があります。

スタビライザーは、余りグレードの低い車には装備されません。
グレードが低いと安全性も、お粗末?




    バイオ燃料ブーム    ▲Top

石油価格の高騰でコーンなどのバイオ燃料ブームに沸き立っている。
しかし、これには多くの疑念が提起されている。
バイオ燃料が化石燃料の使用削減に本当に寄与するのだろうか?
多くのエネルギー専門家は、
ガソリンによる汚染を減らすとはいえ、コーンからエタノールを作るために大量の石油や天然ガスの化石燃料が使われると言う。

大量の化石燃料を使うバイオ燃料より
「軽質油」を倍増

重油やアスファルトなどの「重質油」からガソリンや灯油などの「軽質油」を倍増する分解精製装置でもコストが問題であり、バイオ燃料と同じコストなら「軽質油」倍増にも期待が持てる。
石油精製の最終的な残存物はアスファルトで、通常は軽油とブレンドして高硫黄のC重油とします。
アスファルトをさらに熱分解精製装置で熱分解すると、ガソリン・軽油などと「アスファルトピッチ」という石炭のような固形物で、製鉄用のコークス原料やボイラーの燃料として利用されるものに成ります。
石炭の液化
以前から、石炭を粉末状にし重油および触媒を均一に混ぜて450度、300気圧で水素を作用させ石炭の液化が進められていた。




       流体軸受け(油で浮かす)                      ▲Top 

流体に発生する圧力を利用してシャフトが浮上する構造

軸や軸受け部分にはV字型の「へリングボーン溝」と呼ばれるものが設けられており、軸の回転により、油に発生する圧力を利用してシャフトを浮上させ非接触にさせる構造です。
欠点は、流体に圧力が発生しシャフトが浮上する迄の摩擦にある。
シャフトが浮上する迄をボールベアリングで補助し、ボールベアリングのブレや振動を流体軸受けで補助する、いわばハイブリッド軸受けが考えられる。

ボールベアリングターボ
ボールベアリングと言ってもただのボールベアリングでは無い。
ベアリングにジェット給油をしたり、ボールベアリングとベアリングハウジングの間に油膜を形成させる隙間を設けて、この隙間に満たされた油の粘性により軸振動を減衰させるなどしている。


軸受に求められる事は、寿命、精度
摩擦抵抗が少なく、回転を妨げず軸を支える
回転によるブレや振動を吸収抑制して静か


粉末冶金含油軸受や多孔質含油軸受けの技術と流体軸受けの併用、蒸発・変質・高潤滑性を持ち、油の循環ポンプ、交換補充のいらないものなどが研究されている。

平ベルトのプーリーについて
平ベルトのプーリーは、わずかに樽型をしている.
平ベルトがプーリーの径の大きな方へ寄っていく性質を巧妙に利用したものです。




    エンジンオイル添加剤               ▲Top

価格が安いSTPオイル添加剤と侮るなかれ。
元々は、戦争車両のエンジンの焼き付き防止や性能アップを目指して開発された商品だそうです。
STPはアメリカで数十年にわたり自動車用添加剤の研究を続け、その規模は世界の自動車用特殊化学会社のなかで最大を誇っています。
研究所のスタッフは、燃料、潤滑油に関 して熟練した科学者、技術者、サポートスタッフで構成され、潤滑剤技術者のリーダーとして世界に認められています。
STPはすべてアメ リカ政府が認めるASTMやAPI、SAEの試験項目でテストされ処方されています。
なのだそうです。

エンジンオイルは、燃費などエンジン性能に影響するものです。
悪いけどSX8000やモーターアップより、STPの方が良いです。
安いエンジンオイルでも、STP オイルトリートメントを入れると、エンジンノイズの低減、磨耗防止、油膜強化で低燃費となかなかなものです。

最近は、フッ素系樹脂コーティングとか、固体 潤滑剤などのエンジンオイル添加材がある。
フッ素樹脂系はオイルエレメントが目詰まりするという人がいる。

粉体潤滑剤とは、鉛筆の芯を削り指で擦るとつるつる滑りが良いこの原理とか、粉の一粒一粒がベアリング玉のような働きをするとか云われている。

エンジンオイルを、入れ過ぎは駄目
エンジンオイルは製造メーカーがオイルゲージで規定量を決めています。
エンジンオイルを、入れ過ぎると、毎分何千回転もでクランクがオイルを叩くと大きなパワーロスとオイルの温度が上がりオイルの寿命やブローバイガスでエアクリーナーが汚れマフラー内も汚れ燃費が悪く、ろくな事に成りません。