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クルマ素人です。 ディーゼルエンジンはガソリンエンジンに比較してパワーがない...

ffksrakuさん

2011/3/200:18:46

クルマ素人です。
ディーゼルエンジンはガソリンエンジンに比較してパワーがないんですか?
なんかそー言ってバカにしている友人がいるんですが。

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e60fuenfer1さん

2011/3/206:43:55

ディーゼルエンジンの方が,ガソリンエンジンよりパワーがあるといえます。また燃費もたいへん優れています。これは下記5点の理由によります。

(1) 燃料の発熱量
(2) 圧縮比
(3) リーン燃焼
(4) ポンピング・ロス
(5) 低速域のトルク

では,以下に説明いたします。ここで上記(1)~(3)はエンジンの運転域の全般を通じて言えることであり,上記(4)と(5)は,比較的,負荷の小さい場合です。

--------------------------------------

●燃料の発熱量比較

ガソリン=32.65MJ/L
軽油=34.33MJ/L

ですから,軽油はガソリンの105%の発熱量があります(ここでは低位発熱量を使いました)。一般のディーゼルエンジンはガソリンエンジンの燃費の135%くらい良くなりますので,この差だけでは説明し切れません。

●圧縮比が高い

ガソリンエンジン = 10~11
ディーゼルエンジン = 16~18

ところで,「馬力」と「トルク」は,燃焼室内の圧力から,下記式で計算できます。

(馬力)=2π×(回転数)×(トルク)
(トルク)=(正味平均有効圧力)×(排気量)×(爆発回数)/(2π)

圧縮比が高いほど,正味平均有効圧力が高くなりますので,結局,トルクが大きくなります。一方,ディーゼルエンジンの方が,高い強度の部品になり,最高回転数が,ガソリンエンジンより低くなるので,馬力については,ディーゼルエンジンの方が,小さくなります(一般に)。

しかし一般の使用では,最高回転数付近で使うことはほとんど無いので,結局,実用域の1500~3000rpmくらいでのトルクの差が効いてきて,ディーゼルエンジンの方が,出力(パワー)があると言えます。

●リーン燃焼
ガソリンエンジンは,空燃比(燃料1に対しての空気質量流量)が14.7です。これに対して,ディーゼルエンジンでは,30~60という非常に希薄な燃料で燃焼できます(リーン燃焼)。

●ポンピングロスが小さい
一般のガソリンエンジンは,吸入空気量で出力を制御します。この吸入空気量は,スロットルバルブで制御します。街乗り程度の,負荷の低い条件では,スロットルバルブはほぼ閉じており,このため,スロットルバルブから燃焼室内は,大気圧より低い圧力(負圧)になります。つまり密度の低い空気になります。

このため細い針の付いた注射器で空気を吸うときに大きな力が必要なように,エンジンも吸入時,大きな力が必要になります。これをポンピングロスといいます。最大で,出力の40%にもなるので,無視できません。

一方,ディーゼルエンジンは,吸入空気量ではなく,燃料噴射量で出力を制御します。このため,スロットルバルブはなく,ポンピングロスはほとんどありません。

●低回転域でのトルク
添付図をご覧ください。

エンジン回転数に対して,ディーゼルエンジンはガソリン大きなトルクを出すことができます。ただし最高回転数の制約から,変速機,デフでの減速が1.5倍くらいガソリンエンジンより大きいので,ちょっと注意する必要があります。

この減速のことを考慮しても,ガソリンエンジンよりトルクが非常に大きいのは,下記2つの理由からです。

(1) ガソリンエンジンの約2倍のトルク
(2) 低回転域から大きなトルク

特に上記(2)の低回転域からトルク発揮により,運転者は強い加速感を得られ,運転しやすいことになります。またアクセル開度が小さいので,最終的に燃費が良くなります。

ちょっと専門的になりますが,「低回転域のトルクが大きく余裕馬力が大きい」ということがディーゼルエンジンの燃費の良さと言えるでしょう。

====================

●ディーゼルエンジンが不得意なこと
上記の説明だけでは,世の中のエンジンはすべてディーゼルエンジンになりそうですが,大きな問題もあります。エミッション有害成分を除くと,下記の2点です。

(1) 慣性質量
低回転域から高回転へ移行するためには,駆動部分の慣性質量が小さいことが大切ですが,ディーゼルの燃焼室の圧力に耐えるための高強度の部品のため,一般に慣性質量が大きく,レスポンスが悪くなります。このため,たとえば0→100km/hの加速比較では,一般にディーゼル車が劣ります。

(2) 出力変化
出力を変化させるとき,燃料噴射量を制御します。しかし燃料の多く噴射すると,燃焼室内の空気との接触確率が低下します。このため燃料を噴射しても,そのまま出力が向上するわけではありません。

出力向上のためには,空気と燃料の十分な混合が必要なのです。つまりガソリンエンジンのような燃焼形態(予混合)が必要なのです。コモンレールは,多段噴射により,従来の拡散燃焼の前段階に,予混合燃焼を加えることができます。

この上記2つの問題から,結局,下記2つの欠点になります。

(1) エンジンとしてのレスポンスが悪い
(2) 高回転まで稼働できない

簡単ですが,ご参考になれば幸いです。

ディーゼルエンジンの方が,ガソリンエンジンよりパワーがあるといえます。また燃費もたいへん優れています。これは下記5...

質問した人からのコメント

2011/3/8 12:01:19

降参 ありがとうございます!!

ベストアンサー以外の回答

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yuk200509さん

2011/3/722:22:49

もし、ガソリンエンジンよりもディーゼルエンジンの方がパワフルだとするならば、動力性能重視のFⅠマシンは皆ディーゼルになってしまうでしょう。しかし実際はそうなっていないと言うことは、やはりパワーの面ではガソリンの方に分があるということです。
同じ排気量で比較すれば、最高回転数を上げることが難しいディーゼルの方が最高出力は劣ります。また、エンジンの重量がガソリンに比べて重くなることも不利な要素です。
もちろん、大排気量化して過給すれば出力を上げることはできますが、ガソリンエンジンで同じことをやればもっと高出力になります。

tako_caffeさん

2011/3/611:11:03

詳しい説明は他の方がされているので省きますが実際に私がパジェロのディーゼルに乗っています。
排気量の問題もありますが高速でも100km以上で巡航しても全然問題はないです。
ディーゼルは馬力よりトルクで走るもので最高馬力が出る回転域ではなく最高トルクが出る回転域を重視して走るのがベストです。
低速でのトルクの太さはガソリンの比ではないですから。
パジェロは重量がありますが坂道の上りならいわゆるほぼ同じ排気量のガソリン車のスポーツカーを簡単に後ろから煽ることも可能なぐらいトルクは太いですよ。
昔のイメージで高速で抜き去ろうとして断念するスポーツカーを何台も見ていますよ。

zyun110213さん

2011/3/523:46:16

昔のディーゼルは排ガスが汚く、うるさく、遅い最低な車ですが、今のディーゼルはキレイ、静か、速いです。
・昔のディーゼルと最新のディーゼルは白黒テレビと液晶テレビぐらい違うので比べるのは意味ないです。
●ディーゼルは馬力(仕事量)がないですが、トルク(力強さ)があります。
・トルクがあると坂道や荷物を積んでも力持ちだからパワーダウンが少ないです。
・今のディーゼルは馬力も十分なレベルです。

pressure1mpaさん

2011/3/523:18:16

>ディーゼルエンジンはガソリンエンジンに比較してパワーがないんですか?
事実です。
エンジンのパワーは、いろんな要素が絡みますが・・・。
基本的には
どれだけたくさんの空気を吸い
どれだけたくさんの燃料を燃やし
どれだけ高い効率で作動させるか
の3要素で決まります。

同じ回転数なら、ガソリンもディーゼルも吸い込む空気の量はほぼ同じです。
違うのはそのときに燃やせる燃料の量です。
ガソリンは燃料1gを燃やすのに、空気が12グラム~14グラムが必要です。
ディーゼルは、ススの発生を抑制するために、空気が17グラム~22グラムが
必要です。

空気の量が同じなら、ディーゼルの方が燃やせる燃料料が決定的に少ないんです。
その結果、過給機(ターボ)を使用しないと、同じ排気量のエンジンではディーゼル
の方がトルクが小さくなります。
ただし、ディーゼルはガソリン車のようなノッキングが無いので、過給機を使用する
とガソリン車よりトルクを稼ぐことができます。

また、ディーゼルエンジンはガソリンエンジンより圧縮比が高く、燃焼速度が
高いので、シリンダ内の圧力が高くなります。その分、エンジンを頑丈に作る
必要があるので、ピストンやコンロッドが重くなります。なので、最高回転速度
が低めとなります。

その結果、一定時間(単位時間)に吸い込める空気の量がディーゼル車の方が
低くなります(最高回転速度が低いから)。その結果、上述の理由と併せて
一定時間(単位時間)あたりに燃やせる燃料の量が、ガソリン車よりかなり
少なくなります。
その結果、ガソリン車より「パワー」は低めとなるのは事実です。

ガソリン車だと、ターボを使用すると1Lあたり150馬力ぐらいは普通ですが、
ディーゼルだと1Lあたり100馬力前後が今のところの限界です。

ただし、最大トルクはノッキングが発生しないディーゼルの方が上であることが
多いです。

2011/3/216:05:18

ガソリンは加速はいいです。パワーあると思います。ディーゼルは加速は悪いですが重たい物を運ぶのに適しています。なのでトラックがディーゼルです。これもまたパワーあります。パワーの基準が違います。

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