膨張比

車は、燃料を燃やしてピストンの上下運動を作り出し、その動きで車を走らせます。この燃料を燃やす力を効率よく使うことが、燃費を良くする鍵となります。熱効率を高める工夫の一つとして、アトキンソンサイクルという仕組みを持つエンジンがあります。 通常のエンジンは、ピストンが空気をぎゅっと縮める圧縮行程と、燃えたガスがピストンを押す膨張行程で、その比率が同じです。自転車で言えば、ペダルを漕ぐ力と進む距離の比率が一定している状態です。しかし、アトキンソンサイクルエンジンでは、この比率を変え、膨張行程の方が長くなるように設計されています。自転車で言えば、同じ力でペダルを漕いでも、ギアを変えることでより長い距離を進めるようなものです。 アトキンソンサイクルエンジンは、燃焼したガスをより長くピストンを押すことで、その力からより多くのエネルギーを取り出すことができます。これは、同じ量の燃料でも、より多くの動力を得られることを意味し、結果として燃費が向上するのです。 アトキンソンサイクルエンジンは、吸気バルブを閉じるタイミングを遅らせることで、膨張比を圧縮比よりも大きくしています。これにより、ピストンが上がり始めても吸気バルブが開いたままなので、一部の空気が吸気管に戻されます。結果として、実際に圧縮される空気の量は減りますが、膨張行程は変わりません。つまり、少ない空気で同じ仕事をするため、熱効率が向上するのです。まるで、少ない力で重い荷物を動かす道具を使ったようなものです。 このように、アトキンソンサイクルエンジンは、燃焼エネルギーを無駄なく動力に変換することで、燃費の向上を実現しています。環境への負担を減らすための、大切な技術と言えるでしょう。