燃費

車の心臓部である原動機は、車輪を回して車を走らせるだけでなく、様々な機器にも動力を供給しています。電気を起こす発電機や、ハンドル操作を軽くする装置、冷暖房の空気を圧縮する装置など、これらはまとめて補助機器と呼ばれます。 従来、これらの補助機器は原動機の回転数に比例して回転していました。原動機の回転数が上がれば補助機器の回転数も上がり、下がれば同様に下がります。しかし、車の走行状態は常に一定ではありません。例えば、信号待ちなどで停車している時は、発電機はある程度動いて電気を供給する必要がありますが、ハンドル操作を補助する装置や冷暖房の装置はそれほど高い回転数で動く必要はありません。 そこで開発されたのが「回転数を変える補助機器駆動」という技術です。これは、原動機の回転数に関係なく、補助機器が必要とするだけの動力を供給する仕組みです。 具体的には、従来のように原動機と補助機器をベルトで直接つなぐのではなく、電気を介したり、油の圧力を介したり、磁力を介したりすることで、補助機器の回転数を自在に制御します。 この技術により、原動機は余分な力を出さなくて済むようになり、結果として燃費が向上します。また、原動機にかかる負担が減るため、静粛性の向上にも繋がります。 近年、環境問題への意識の高まりから、燃費の良い車はますます重要になっています。「回転数を変える補助機器駆動」は、燃費向上に大きく貢献する技術として、多くの車に搭載されています。

車は、道路を走るための乗り物として、私たちの生活に欠かせないものとなっています。その中でも、ガスタービン自動車は、ガソリン車やディーゼル車とは異なる仕組みで動いています。ガスタービン自動車は、灯油や天然ガスといった燃料を使い、ガスタービンエンジンによって動力を生み出します。 このガスタービンエンジンは、ジェットエンジンの仕組みとよく似ています。まず、空気を取り込み、圧縮機で圧縮します。圧縮された空気は燃焼室へと送られ、そこで燃料と混合されて燃焼します。この燃焼によって高温・高圧になったガスは、タービンと呼ばれる羽根車を回転させます。タービンの回転は、減速機を介して車輪に伝えられ、車を動かす力となります。ガスタービンエンジンは、ピストン運動ではなく回転運動で動力を生み出すため、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンに比べて振動が少ないという特徴があります。 また、ガスタービンエンジンは、部品点数が比較的少ないという利点もあります。構造がシンプルであるため軽量になり、車体全体の重量を軽くすることができます。部品が少ないということは、故障する可能性も低くなるため、メンテナンスの手間も軽減されると考えられます。 さらに、ガスタービンエンジンは、高温で燃料を燃焼させるため、有害な排気ガス、特に窒素酸化物の排出量が少ないという環境性能も持っています。しかし、高温の排気ガスには多くの熱エネルギーが含まれています。この熱エネルギーを回収してエンジンの効率を高めるために、多くのガスタービン自動車には熱交換器が搭載されています。熱交換器は、高温の排気ガスから熱を回収し、圧縮機に入る空気を予熱することで燃費を向上させる役割を果たします。 このように、ガスタービン自動車は、独特の仕組みを持ち、振動の少なさ、軽量さ、低公害といった多くの利点を持つ乗り物です。

自動車の心臓部とも言える動力源、ガソリンエンジンについて詳しく見ていきましょう。ガソリンエンジンは、内燃機関の一種で、エンジン内部で燃料を燃焼させることで力を生み出します。その仕組みは、燃料のガソリンと空気の混合気に点火プラグで火花を飛ばし、爆発させることから始まります。この爆発によってピストンと呼ばれる部品が上下に激しく動き、クランクシャフトという部品を回転させます。クランクシャフトの回転運動は、変速機や差動装置といった複数の装置を通してタイヤに伝わり、車を前進させる力となります。 ガソリンエンジンは、かつては揮発油発動機と呼ばれていました。揮発油とはガソリンのことで、その名称からもガソリンを燃料とするエンジンであることがわかります。現在では一般的にガソリンエンジンと呼ばれ、自動車をはじめ、様々な場面で活躍しています。例えば、家庭用の発電機や、農作業に用いるポンプ、建設現場で活躍する重機などにもガソリンエンジンが搭載されています。このように、ガソリンエンジンは様々な用途に使える汎用性の高さも大きな特徴です。 ガソリンエンジンは、燃料のガソリンを燃焼させることで動力を得ますが、この燃焼を効率よく行うために様々な工夫が凝らされています。例えば、エンジンの内部には吸気バルブと排気バルブと呼ばれる部品があり、これらが開閉することで空気と排気ガスの流れを制御しています。また、燃料噴射装置は、最適な量のガソリンをエンジン内部に送り込む役割を担っています。これらの部品が協調して働くことで、ガソリンエンジンは効率よく動力を生み出し、自動車やその他の機器を動かすことができるのです。 このように、ガソリンエンジンは複雑な仕組みで動いていますが、そのおかげで私たちの生活は大きく支えられています。自動車を走らせるだけでなく、様々な機械の動力源として活躍するガソリンエンジンは、現代社会にとってなくてはならない存在と言えるでしょう。

車の心臓部であるエンジンは、空気と燃料を混ぜて爆発させることで力を生み出します。この爆発の効率を上げることは、燃費を良くし、力強さも増すために欠かせません。そこで、エンジンに吸い込まれる空気の流れをうまく操ることが重要になります。吸気の流れを操る技術の一つが、「可変スワール機構」です。 エンジンの中には、シリンダーと呼ばれる部屋があり、ここで燃料と空気が混ぜられ爆発が起こります。この部屋に吸い込まれる空気の流れを、エンジンの状態に合わせて変えることで、爆発の効率を最大限に高めることができます。ちょうど、料理人が火加減を調整するように、エンジンの回転数や負荷に応じて空気の流れ方を微調整するのです。 空気の流れ方は大きく分けて二つあります。一つは、シリンダーの中心を軸に渦を巻くように流れる「スワール」と呼ばれる流れで、もう一つは、シリンダーの壁に沿って回転するように流れる「タンブル」と呼ばれる流れです。可変スワール機構は、吸気ポートと呼ばれる空気の入り口の形状を変化させることで、このスワールとタンブルの割合を調整します。 例えば、エンジンが低い回転数で動いている時は、スワールを強くすることで、燃料と空気をしっかりと混ぜ合わせ、安定した燃焼を促します。一方、エンジンが高回転で力強く動いている時は、タンブルを強くすることで、より多くの空気をシリンダー内に送り込み、力強い爆発を実現します。 このように、可変スワール機構は、状況に応じて空気の流れを最適化することで、燃費の向上、出力の向上、排気ガスの浄化といった様々な効果をもたらします。まるで、熟練の職人が繊細な技術で作品を作り上げるように、エンジン内部の空気の流れを緻密に制御することで、より高性能で環境にも優しい車を実現しているのです。