[ 車の理論と、基礎知識が自然と身につくメールマガジン!]

 車の情報誌
    中高年と初心者のための『車読本』

             by CARLIVE SEEKER『車は1/1の模型だね』
 
                          
                      − 第14号 2006.3.12 −
   
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  ☆皆様、お元気でしたか!!
      ご購読いつもありがとうございます。
                      
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   ◇これからも皆様方に、愛され、支持される、
    メールマガジンを配信できるよう、努力してまいります。

    よろしくお願いいたします。

    このメールマガジンは、

    難しいクルマの専門用語を、極力やさしい言葉におきかえて
    中高年、初心者の皆様方にも、ご理解していただけるように
    お伝えしているつもりですが、

    時に、専門的な用語をつかったほうが、ご説明しやすい場合
    もあります。

    そのような場合でも、用語の解説を付記していきますので、
    ご安心ください。

    また、このメールマガジンを読み進めていくことで、
    自然と専門知識を身につけ、ご家族やお友達に、ちょっぴり
    うんちくを傾けられてはいかがでしょうか。

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   それでは、今日もご一緒に!

   ★やさしい自動車工学

    ここ毎回、かなり専門的な項目が続いておりますが、がんばって
    くださいね。

    チャンスですから。

    これらの基礎理論をしっかり学んでください。

    一味ちがった、
    クルマの見方や楽しみ方ができることうけあいです。

    さあ、今日のテーマです。

    ▼[エンジン性能特性]

    まあ、言ってみればエンジンの性格のことです。

    新しく誕生するエンジンの性格の決め方や、育て方と性能曲線の
    読み方、などについて述べていきます。

    人間には、それぞれ特徴のある性格がありますよね。

    自動車エンジンにも、
    そのエンジン独特の性格があるんです。

    そしてそのエンジンの性格は、クルマとのバランスがとれていて、
    その特徴ある性格が、クルマのすぐれた特長でなければならない。

    と言うことです。

    そこで説明に入る前に、エンジンの性能を左右する内容について、
    関連する項目を、取り上げてみたいと思います。

    エンジンの大きさは、一般的には大きい方がクルマの性能は良くなる
    のは当然です。

    エンジン出力、加速性能、最高速度、耐久性 … 等々。

    また、とかく悪くなるのではないかと考えられている、燃料消費率
    でさえも、エンジンの大きい方が良くなる傾向にある。

    もちろん、振動や騒音さえも少なくなる。‥‥ あたりまえか。

    したがって、クルマの走行性能(動力性能)を考えるときは、
    クルマに対するエンジンの大きさが重要になってくる。

    しかし、エンジンの大きさの決定は、クルマの性格、用途(使用目的)
    生産量、価格の他に、法規、協定、等々を総合的に検討して、
    決めなければならないんですが、

    ここでは、

    性能を中心にして考えてみたいとおもいます。

    走行性能(動力性能)的に考えてみたとき、エンジンの大きさの選定
    は、走行時のクルマの重さに対して考えればよいわけで、

    これが乗用車の場合、一人の時もあれば、定員乗車の時もありますし、
    また商用車、トラック等の場合は積載量によっても違ってきます。

    当然のことながら、選定時にはそれらの条件を考慮にいれなければ
    ならないのですが。

    かくもクルマのエンジンは、たった一つ重さを条件に考えただけでも
    このように厳しいのです。

    クルマとのバランスのとれたエンジンの開発が、いかにシビアなもの
    であるかおわかり頂けましたか。

    以下に、エンジンの大きさとクルマの重さとの比を式にすると

            エンジンの大きさ     総排気量cc
        K = ――――――――― = ――――――――
             クルマの重さ     車両総重量kg

        前に述べたように、クルマに対してエンジンが大きい
        方がクルマの性能はよくなるので、K の値は大きい
        ほうがよい。

    また他にも、エンジンの総排気量(total displacement)当たり
    の馬力(これをリッター馬力PS/Lという)があり、エンジンの
    性能比較や性能表示によく用いられる。

    参考までに、憶えていると便利です。

    簡単な性能比較には、とりあえず使えます。

    以上、

    述べてきたことから、新しいエンジンの性格「エンジン性能特性」
    はこれらを考慮に入れて、

    クルマの性格、車種、用途、輸出関係、環境‥‥等その他色々の
    条件を考えて決められます。

    エンジンの性格と大きさが決まれば、これをもとにして、

    まずエンジンの「主要諸元」を決定し、そして細部仕様へ設計が
    移っていきます。
    
    エンジンの性能を知る上で、用いられる性能曲線では、
    定常運転しているときのエンジン性能の全てを知ることのできる、
    「全性能曲線」があります。

    ― 実際ほとんどこれでこと足りる ―

    この「全性能曲線」には、

    軸トルクで表わしたものと、軸馬力で表わした全性能曲線があり
    ます。

    これらの線図には、いろいろな性能曲線が記入されているので、
    クルマの使い方(目的)が決まれば、

    たとえば道路条件、乗車人数、車速、が判ればそのときの馬力、
    トルク、吸入負圧、燃料消費率などがわかる。

    また逆に、吸入負圧(実際にブースト計を用いて、走行中に計測
    できる)、と車速が判ればこれらの数値をもとめることができる。

    このように「全性能曲線」を用いることで、

    どこの性能がどうなっているのか、改良、改善をするためには、
    どこをどうしたら良いのか、を知ることができるのです。

    ◆まとめ

    新しいエンジンの性格を作り上げていくには、

    今まで述べてきた、全性能曲線を基にして、検討をしていけば
    よいのです。 
    
    手順として、
    まず「全開出力曲線」を記入する。

    それからこれに対して、クルマのいろいろな使用条件(乗車人数、
    道路状況など)による走行抵抗曲線を計算して記入する。

    これによって、エンジンの使用範囲、常用範囲、その他性能個々の
    部分のエンジンの使い方が判ってくる。

    その結果、
    機械効率、熱効率が最もよいところを、
    エンジンの性能の(全性能の中の)どの部分に置くかによって、
    実用車に使う中速、低速型エンジンになるか、

    または、スポーツカーやレーシングカーなどに用いられる、
    高速、超高速型エンジンの性格になるかが決まるのです。

    エンジンの排気量や「主要諸元」がきまっているとき、

    回転数で出力(馬力)を大きくしようとすると、一般的には、
    低速回転域でのトルクが小さくなる。

    たとえば、スポーツカーのような高速型エンジンにすると、
    実用範囲内ではトルクが小さく、燃料消費率も増して実用的には
    あまり使いよいとはいえないのです。

    しかし高速性能を利用したスポーツ・ドライビングには、
    最も適した「エンジン性能特性」と言えるでしょう。

    また逆に低速、中速回転域でのトルクを大きくすれば、最高馬力は
    多少、小さくなっても一般的に運転しやすい経済的な、エンジンに
    することができます。

    今まで述べてきたことを理解する簡単な方法が、これから説明する
    項目です。

   ◆「全開出力性能」

    はじめて目にする名称だとおもいますが、

    先にカタログデータの読み方「主要諸元を読む」の号で取り上げた、
    エンジン性能曲線を思い出してください。

    それと同じようなものです。… が、

    じつは別物ですよ。

    そこにもう一つ燃料消費率の曲線が加わったことです。

    これはエンジンの極めて基本的な性能の一つです。

    この性能は、三本の曲線だけでエンジンの性格を表わした、

    最もシンプルで、最も解かりやすい方法と言えるでしょう。

    以下、順次説明していきます。

   ・馬力曲線(軸馬力)

    ポイントは最高馬力(出力)とそのときのエンジン回転数です。
 
    特にエンジン速度(回転数)を見ると、高速型か実用性を重視した
    エンジンであるかが判り、性格を判断するのに大変重要です。

    ▼トルク曲線

    これのポイントは、最大トルクとそのときのエンジン回転数です。

    それにトルク曲線の傾向(形)。

    これらはいずれも性格を判断するうえで重要です。

    このトルク曲線の読み方を熟知することによって、
    そのエンジンを開発した人達の、最大トルクに対する考え方なども
    手にとるように判り、興味はつきない。

    また極端な話、発表されたばかりの新車に対しても、
    
    クルマの重量、
    総排気量   
    トルク曲線(それにカタログでの公表値)から

    新車の性格、性能、それに売れ行き予想
    はたまた評判までも、ほぼ的確に判断できる。

    ◆「トルク曲線」は重要です。そしてすこぶる面白い!

    ▼燃料消費率曲線

    この全開出力の燃費率は、常用燃費とは違って経済燃費率に
    調整されているわけではないから、エンジンの性格を見るのに
    それほど重要ではありません。

    とりあえず、最小燃費率とそのときのエンジンの回転数、
    それにその回転数の、前後の燃費率の増加について知っておく
    程度でよいでしょう。

    今回、取り上げた「エンジン性能特性」は、

    クルマのエンジンの性格判断をする上で、大変重要な項目
    でした。

    いかにも無機質な構造物のエンジンが、命を吹きこまれ、
    しかも性格さえも与えられて誕生していく過程が、良く理解
    できたことと思います。
    
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    早速、今日の本題

   ◎車を知る

   【構造編 エンジン】

   ▼[エンジンの基礎知識]続編。

    前回の簡単な説明に、もう少し詳しく付け加えます。

    レシプロ4サイクルエンジンの行程。

    ご存知のようにシリンダー内のピストンが、四つの行程を
    クランクシャフトの2回転とともに行う。
   
   ◆「吸気行程」

    シリンダー内をピストンが降下しながら、その負圧によって燃料
    と空気の混合気を、吸気バルブを介してシリンダー内へ導く。
    電子制御式燃料噴射方式の場合は、空気だけが吸い込まれる。

   ◆「圧縮行程」

    シリンダー内をピストンが上昇しながら、吸い込まれた混合気
    または、空気が燃焼室内まで圧縮されていく。
    とうぜん、高温、高圧です。

   ◆「燃焼行程」

    ピストンの上昇、による圧縮行程が完了する直前に、高温、高圧、
    のガス状になった混合気に、スパークプラグによって着火され、
    燃焼がはじまる。

    燃料噴射方式の場合は、ここで燃料の噴射が行われる。

    燃焼ガスの急激な膨張によって、ピストンが強く下へ押し下げ
    られ、クランクシャフトに回転力(トルク)が発生する。

   ◆「排気行程」

    燃焼膨張を終えた高圧ガスは、再びピストンの上昇によって、
    燃焼室から排気バルブを介して、シリンダーの外へ押し出される。

    そしてまたピストンの下降とともに、吸気がはじまる。

    この一連の行程が4行程あることから、4ストロークエンジンと
    言われる。

    また各、行程の詳しい説明は、いずれ機会をみてお話いたします。
               
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   ◆ あとがき ◆

    めっきり春めいてきた今日この頃です。

    皆様、いかがお過ごしでしょうか。

    そんな折りに、
    先日すばらしい、感動的な経験をしました。

    その日は朝から雲ひとつない、まさに日本晴れ。

    風もなく、
    日中の気温は6度〜7度前後。

    乾いた空気が凛として張りつめている。

    午後の3時過ぎ、突然頭上からピー、ヒョロロと、
    甲高い鳴き声が降ってきた。

    思わず見上げた目に、鳶が天空たかく、それも三羽、
    きれいな円を描きながら、悠然と泳いでいる。

    それだけではない、

    その三羽の鳶が描く円のまん真中、東南の空に、
    融けこむほどに透き通った、上弦の昼の月、

    見事なまでに、納まっている。

    しばし見とれている、高空のショーに、

    ここまでやるの?

    まさに真打。ご登場!

    北から南へ遥か遠く、高く、鳶の描く円も、月も、
    まっすぐ突き抜けて、エッチング細工にも似た機体を
    輝かせ、四発の飛行雲を曳きながら、成層圏へ消えていった。

    ‥‥茫然自失。

    とは、このことか。

    ふっ、

    と、我に返り、飛ぶことから見放された自分がいる。

    もう、かなり飛んでいないなァ。

    こんな日は、三舵の当たりもシャープで切れがよい。

    ウインドシアも心配なく、鳶とランデブーといくか。

    ぼんやり、思いをめぐらしていると‥‥、

    聞きなれた、クラブ機(cessna.Skyhawk-172)。

     Lycoming Single Engine の、
         exhaust sound が、耳朶によみがえってくる。


    Tower, this is JA hiro.enterprise
         Request taxi and departure informations over.

                            ‐hiro‐
       
                    ‐平成18年3月11日 23時30分‐
                       
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