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ディーゼルエンジンとガソリンエンジンについてですが、両方とも、吸入→圧縮→膨張→...

sou20072000さん

ディーゼルエンジンとガソリンエンジンについてですが、両方とも、吸入→圧縮→膨張→排気で行われているんですか?

あと、ディーゼルエンジンが使われているバスなどは、エンジンを何台積んでいるんですか?
また、ガソリンエンジンが使われている車などは、エンジンを何台積んでいるんですか?

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ベストアンサーに選ばれた回答

jackermasa67さん

>ディーゼルエンジンとガソリンエンジンについてですが、両方とも、吸入→圧縮→膨張→排気で行われているんですか?
はいそうです。但し、ディーゼルエンジンには点火プラグは無くガソリンエンジンには有ります。

>あと、ディーゼルエンジンが使われているバスなどは、エンジンを何台積んでいるんですか?
1台です。ピストンの数は決まってませんので色々と有ります。

>また、ガソリンエンジンが使われている車などは、エンジンを何台積んでいるんですか?
1台です。ピストンの数は決まってませんので色々と有ります。

質問した人からのコメント

  • みなさん、本当にありがとうございます。
    とても参考になりました。
    ありがとうございました。
  • コメント日時:2010/1/20 13:30:00

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yuusatoru33gtrrさん

正確には吸入→圧縮→膨張→排気ではなく吸入→圧縮→爆発→排気です。エンジンは爆発の反動を起点として2回目の圧縮に繋いでるのです。以下3回目4回目と、、爆発で混合気が燃え終わる事を燃焼と言います。この時ピストンは下死点にあります。では膨張とは?字の読んで如く爆発により炎が広がる様子を指します。この時ピルトンは上始点~下始点に移行している様子を指します。この繰り返しのピストン運動は瞬きする暇もなく速いので、実際は肉眼では透明のシリンダーにしても確認は無理でしょう。ですが、、超スローコマ送りにすると膨張の様子が確認できます。この透明シリンダービデオは整備関係の専門学校に行くと生徒の教育の為に置いてあり、一般の人が入手するのは難しいでしょう。
>エンジンを何台積んでいるんですか?
<車を持っ様になったら自分の目で確認すると良いでしょう。バスもエンジンの数は同じですけど、、ロングストロークエンジンと言って少し構造が違います。この構造は馬力とトルクの密接な関係にありその時までの宿題にします。

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  • 編集日時:2010/1/19 20:10:23
  • 回答日時:2010/1/19 19:30:37

e60fuenfer1さん

●行程数(サイクル数)
「4サイクルエンジン」とか「2サイクルエンジン」という言葉を使います。これは下記の通りです。

・4サイクルエンジン
吸入 → 圧縮 → (燃焼) → 膨張 → 排気

圧縮と膨張の間の「燃焼」以外は,ピストンが上へあるいは下へ動くこと(行程)を意味します。つまり1回の燃焼に4つの行程を使うので,4サイクルエンジンというわけです。

・2サイクルエンジン
吸入・圧縮 → (燃焼) → 膨張・排気

1回の燃焼に2つの行程しかないので,2サイクルエンジンといいます。

クランク軸の回転でみると,

・4サイクルエンジン = クランク軸 2回転で1回の燃焼
・2サイクルエンジン = クランク軸 1回転で1回の燃焼

●ガソリンエンジン/ディーゼルエンジンとサイクル数
どちらのエンジンにも4サイクルエンジンと2サイクルエンジンがあります。ただ現在の自動車の大半は4サイクルエンジンです。これは2サイクルエンジンでは,膨張・排気の行程で,完全な排気ができず,排ガスが汚いからです。

ただ単純に考えると,クランク軸1回転あたりに1回の燃焼なので,2サイクルエンジンの方が,4サイクルエンジンの2倍の出力があることになります。しかし実際は,2サイクルエンジンは,吸気や排気の行程でのガス交換の効率が悪いため,2倍もなく,せいぜい1.5倍くらいです。

2サイクルエンジンは,30年前のガソリン車(おもに軽自動車)に使われていました。これは小さな排気量で,少しでも大きな出力(馬力)を出すためです。しかし排ガスの規制をクリアできずに消滅しました。

現在,2サイクルエンジンの代表は,船舶用ディーゼルエンジンです。これは細長い燃焼室をしています。

●ガソリンエンジンとディーゼルエンジンの違い

★ガソリンエンジンは火花点火エンジン,ディーゼルエンジンは拡散燃焼エンジン
火花点火とは,点火プラグでの火花により燃焼が点火プラグの周囲に広がっていく方式です。つまり燃焼が始まって,終わるまで少し時間がかかります。このため最高回転数6000rpm程度の普通のエンジンですと,燃焼室の大きさ(特にボア径=燃焼室直径)が制限されます(ボア<95mm)。

一方,ディーゼルエンジンは,燃焼室内の高圧・高温により,燃焼室のいろいろなところから燃焼が始まります。これを拡散燃焼といいます。燃焼がいろいろなところから起きるため,大きなエンジンでも燃焼が可能です。このため船舶用ディーゼルエンジンのボア径は1m(=1000mm)もあります。

★燃焼室内の圧力
燃焼室内の平均的な圧力は,ガソリンエンジン=8キロ(8kgf/cm2)くらいですが,ディーゼルは15キロくらいあります。つまりディーゼルエンジンの方が,高い圧力です。トルクはこの燃焼圧力に比例するので,ディーゼルエンジンの方が,大きなトルクをしています。

逆にいえば,大きな圧力に対応するため,ディーゼルエンジンは頑丈につくる必要があります。このため各部の強度が必要であり,重くなるため,高回転のエンジンは不得意です。現在の乗用車用ディーゼルエンジンの最高回転数はせいぜい4000rpmです。ガソリンエンジンの6000rpmからみると,かなり低い値になります。

出力(馬力)=2π×回転数×トルク

なので,ディーゼルエンジンはトルクが高くても,最高回転数が低いので,馬力はガソリンエンジンよりも低いのが一般的です。しかし最近のディーゼルエンジンは,ターボ・チャージャによる多くの吸入空気を使えるので,燃焼室内圧力が23キロくらいあり,ガソリンエンジンより出力(馬力)が出るものも出てきています。

★ターボ・チャージャとの相性
ターボ・チャージャやスーパーチャージャを使うと小さな排気量で大きな出力を得ることができます。ガソリンエンジンにもターボを使うと,排気量2.4Lで3.5Lくらいの出力を得ることができます。

しかしガソリンエンジンには,「ノッキング」という問題があります。これは点火プラグで点火後,火炎が広がっていくのですが,その火炎が届く前に,異常燃焼を起こす現象です。エンジンを壊すこともあり,ガソリンエンジンでは,ノッキングを避けることが必要です。このため圧縮比を通常は11くらいなのを9くらいに下げて,ノッキングを回避します。

一方,ディーゼルエンジンでは,ノッキングはなく(ディーゼルノックは燃焼遅れという別の現象であまり有害ではない),このためが圧縮比16~18という高い圧力で燃焼させることができます。

●効率
ガソリンエンジンの平均的な熱効率は25%くらいですが,ディーゼルエンジンは35%くらいもあり,燃費が良いのが特徴です。

●エンジン数
従来,大型バスにはメインエンジン1個とエアコン用サブエンジン1個の合計2個が多かったのですが,コストダウンのため,最近はすべてメインエンジン1個(これでエアコン用コンプレッサ駆動)のみです。

簡単ですが,ご参考になれば幸いです。

f355tomohitoさん

ディーゼルエンジン、ガソリンエンジンとも、吸入→圧縮→膨張→排気で行われています。

ただディーゼルエンジンは点火プラグがなく、圧縮した時の圧力によって軽油が爆発し、膨張して排気します。圧縮の力だけで軽油を爆発させるので、圧縮比はガソリンエンジンの3倍程あります。
ガソリンエンジンは、圧縮した混合気に点火プラグで着火して爆発させるので、圧縮しても自然発火しにくいレギュラーガソリンを使用しています。高出力のエンジンになると、レギュラーガソリンよりもさらに自然発火しにくいプレミアムガソリン(ハイオク)を使用します。

2つ目の質問ですが、高速バスや観光バスでは、床下にエアコン用の圧縮機を動かすための小型エンジンを搭載していることが多いようです。1990年代に入ってからは、走行用エンジンの高出力化やエアコンユニットの性能アップにより、サブエンジン方式は減ってきています。
その他はディーゼル車もガソリン車も1台につきエンジンは1基です。

matsu_hako259さん

自動車工学のお勉強でしょうか。
ディーゼル車のバスは、走るためのメーン・エンジンと、
エアコン用の小さいエンジンを積んでる場合もあるから
この場合は、走行用エンジンは1基、エアコン用1基の2基搭載。
それ以外は、ディーゼル車でもガソリン車でも
1台に、エンジンは1基。(特例を除く)

4サイクル・エンジンの工程は一緒でも
ディーゼル・エンジンは、
圧縮した圧力(圧縮上死点)の時、燃料を噴射して
(自然発火)で燃焼させ、膨張してから排気します。
ガソリン・エンジンは、
圧縮した混合気(ガソリンと空気が混ざった)に
着火(プラグの火花)爆発し、膨張して排気します。

marukuny730さん

jackermasa67さんに補足して、大型の観光バスは動力としてのエンジンとは別に冷暖房用エンジンという物も搭載されています。大型バスに使われるディーゼルエンジンは特性上、高回転まで回す事が出来ません。従って冷房用のコンプレッサーを回す為に動力用より小型のエンジンを搭載しています。暖房は家庭の冷暖房エアコンと一緒で冷媒の流れを逆転させています。早い話、家庭の冷暖房エアコンに使用されているモーターを小型エンジンで動かして居る訳です。

iso14440さん

圧縮比が3倍くらい高いのがディーゼルエンジンです。だから排気音がパカパカ言うんですね。バスやトラックでは冷房、冷凍用にサブエンジンなる専用エンジンを搭載するものがありました。リアバンパー下からマフラーが仲良く大小2本出ていたことがありました。

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