ディーゼルノック

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エンジン

ディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室とは

エンジンで燃料を燃やす部屋には色々な形がありますが、その一つに渦流室式というものがあります。これは、メインの燃焼室とは別に、エンジンの頭の部分(シリンダーヘッド)に小さな部屋が作られていて、その中で空気が渦を巻くように工夫されているのです。この小さな部屋を渦流室と呼びます。 ピストンが上下運動をすることでエンジン内の空気を圧縮しますが、この時、渦流室の中に入った空気は、その独特の形状によって強制的に渦を巻くようになります。燃料を噴射する装置から燃料が吹き出されると、まずこの渦を巻いている空気の中で燃え始めます。 渦流室での燃焼は、燃料の大部分を燃やすための重要な役割を担っています。この小さな部屋で勢いよく燃焼が始まることで、その後の燃焼をスムーズに進めることができるのです。渦流室での燃焼後、まだ燃え残っている燃料はメインの燃焼室へと流れ込み、そこで完全に燃え尽きるという仕組みです。 このように、二段階に分けて燃焼させることで、燃え方を細かく調整することができるようになります。特に、ディーゼルエンジンでは、一度に大量の燃料を燃やすと急激な圧力上昇による騒音や振動が発生しやすいですが、渦流室式燃焼室は、このような問題を軽減する効果があります。 渦流室式の燃焼室は、燃料を効率よく燃やすことができる反面、構造が複雑になりやすく、製造コストが高くなるという側面もあります。そのため、現在では、よりシンプルな構造で同様の効果を得られる他の燃焼方式も開発され、広く使われています。
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着火遅れとディーゼルノックの関係

圧縮着火機関とは、一般的にディーゼル機関と呼ばれるもので、ガソリン機関とは異なる仕組みで燃料を燃やして動力を得ています。ガソリン機関は電気の火花を使って燃料に火をつけるのに対し、ディーゼル機関は空気をぎゅっと縮めることで生まれる熱を利用して燃料に火をつけます。 ピストンと呼ばれる部品がシリンダーの中を上下に動きます。ピストンが上にあがると、シリンダーの中の空気は小さくなって圧力と温度が上がっていきます。この高温高圧になったところに、燃料が霧状に噴射されます。すると、まるで火種を近づけたように、燃料は自然に火がつき燃え始めます。この燃焼によってピストンが押し下げられ、それが回転運動に変換されて車を動かします。 ディーゼル機関のこの仕組みは、圧縮着火と呼ばれます。圧縮によって高い温度と圧力を作り出すため、火花を起こすための装置、つまりガソリン機関でいうところの点火プラグが不要になります。また、圧縮比を高めることでより高い熱効率を実現できます。熱効率とは、燃料が持っているエネルギーをどれだけ効率よく動力に変換できるかを表す割合です。ディーゼル機関はガソリン機関に比べてこの熱効率が高いため、同じ量の燃料でもより長い距離を走ることができます。つまり燃費が良いのです。 ディーゼル機関は、高い力強さと燃費の良さ、そして頑丈さから、大きな貨物自動車や路線バス、工事現場で働く建設機械など、力強く長く使えることが求められる乗り物に多く使われています。また、近年は技術の進歩により、乗用車にもディーゼル機関を搭載したものが増えています。静かで振動が少ないディーゼル機関も開発されており、快適性も向上しています。