エンジンについて

エンジン

エンジンとは?

日本語のエンジンという言葉は内燃機関の意味に使用されていることが多いですが,また、内燃機関と類似の働きをする種々の原動機に対する呼名としても広く使われており,厳密な定義は難しいと思われます。

自動車のエンジンは車を動かす装置であり、車の心臓部であり、車のパワー、経済性、安定性、および環境への優しさを決定します。動力源に応じて、自動車エンジンは「ディーゼルエンジン」「ガソリンエンジン」「電気自動車モーター」「ハイブリッド」に分類する事が出来ます。

一般的なガソリンエンジンおよびディーゼルエンジンは、往復ピストン内燃機関であり、これは燃料の化学エネルギーをピストン運動の機械的エネルギーおよび外部への出力に変換する。ガソリンエンジンは、高速、低品質、低騒音、始動が容易、製造コストが低いと認識されています。ディーゼルエンジンは、ガソリンエンジンよりも圧縮比が大きく、熱効率が高く、経済性と排出ガス性能が優れています。

エンジンの歴史

前述のように、エンジンは自動車の動力源です。自動車エンジンのほとんどは熱エンジンと呼ばれる火力発電装置です。熱機関は、作動流体の状態変化によって、燃料の燃焼によって発生した熱エネルギーを機械的エネルギーに変換します。

1876年、ドイツのNicolaus A. Ottoが、大気圧エンジンをベースにした往復ピストン4ストロークガソリンエンジンを発明しました。吸気、圧縮、仕事、排気の4ストロークで、エンジンの熱効率は大気圧エンジンの11%から14%に向上しましたが、エンジンの品質は70%低下しました。1892年に、ドイツのエンジニアルドルフディーゼルは圧縮点火エンジン(すなわちディーゼルエンジン)を発明しました。そして、内燃エンジンの歴史の中で2番目に大きな進歩を遂げました。高い圧縮比と膨張比により、当時の熱効率は他のエンジンに比べて2倍になります。

1926年に、スイスのA.Buchiは、エンジンの排気エネルギーを用いて圧縮機を駆動しエンジンを加圧する排気ガスターボ過給理論を提案しました。
1950年代以降、排気ガスターボチャージャー技術は、自動車の内燃エンジンに徐々に適用され始め、それはエンジン性能を大いに向上させ、そして内燃エンジンの歴史の中で3番目に大きな進歩となりました。
1956年に、ドイツのWankelはローターエンジンを発明しました。そして、それはエンジン速度を大いに改善しました。
1964年、ドイツのNSU企業が初めてローターエンジンを車に搭載しました。
1967年に、ドイツのボッシュは最初に電子計算機によって制御される電子燃料噴射(EFI)を導入しました。そして、それは自動車エンジンに適用される電子制御技術の歴史を切り開きました。

30年の開発期間を経て、電子コンピュータベースのエンジン管理システム(EMS)が徐々に自動車(特に自動車エンジン)の標準構成になりました。電子制御技術の適用により、エンジンの汚染物質排出、騒音および燃料消費量は大幅に減少し、動的性能は改善され、これは内燃機関開発の歴史における4番目の大きな進歩となりました。

1967年、米国は水素自動車の公演を行い、水素自動車は時速80キロメートルの速度で走行し、水素充填10分あたり121キロメートルを走行する事が出来ました。この車は19席あり、アメリカのビリングスで製造されています。
1971年、スターリングエンジン(Strling)を搭載した最初のバスが運行を始めました。
1973年12月12日に、本田技研工業 がCVCCという低公害エンジンをシビックに搭載し発売しました。
1978年、日本はハイブリッド車を研究することに成功しました。
1977年、米国のシカゴで最初の国際電気自動車会議が開催されました。 会議中には、100台以上の電気自動車が展示されました。
1980年、日本は液体水素自動車を開発しました。 液体水素を低温かつ一定の圧力に保つために特別な貯蔵タンクが後部に設けられています。この車は85リットルの液体水素を使用し、400キロメートル走行し、時速135キロメートルの速度に達しました。
1986年に、日本の三洋電機株式会社は最初の太陽電池自動車を開発しました。
1994年に、イギリスのDavid Bourneが別の風力自動車を発明し、大量生産に投入しました。

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エンジン構造

エンジンは多くのメカニズムとシステムで構成された複雑な機械です。「ガソリンエンジン」か「ディーゼルエンジン」か、「4ストロークエンジン」か「2ストロークエンジン」か、「単気筒エンジン」か「多気筒エンジン」か、エネルギー変換を完了し、作業サイクルを実現し、そして継続的で通常の作業を長期間確実に行う為には、以下のメカニズムとシステムが必要です。
ガソリンエンジンは、クランクコンロッド機構、ガス分配機構、燃料供給装置、潤滑装置、冷却装置、点火装置および始動装置の2つの主要機構および5つの主要装置からなりります。
ディーゼルエンジンは、上記2つの主要機関および4つの主要装置からなる。すなわち、クランクリンク機構、動弁装置、燃料供給装置、潤滑装置、冷却装置および始動装置からなります。ディーゼルエンジンは圧縮着火式であり、点火装置は不要ですから。

エンジンとは、ある種類のエネルギーを機械的エネルギーに変換する機械で、液体や気体の燃焼による化学エネルギーを燃焼によって熱に変換し、その熱エネルギーを膨張と外部出力によって機械的エネルギーに変換することです。エンジンは、様々な構造やシステムで構成された複雑な機械であり、その構造は様々ですが、基本的な動作原理が同じなので、基本的な構造も同じです。

クランクリンク機構

クランクリンク機構は、「シリンダブロック」「シリンダヘッド」「ピストン」「コンロッド」「クランクシャフト」および「フライホイール」からなります。これは、動力を発生し、ピストンの直線往復運動をクランキング運動に変換して動力を外部に出力するエンジンです。

ガス分配機構

動弁装置は、「吸気バルブ」「排気バルブ」「バルブスプリング」「タペット」「カムシャフト」および「タイミングギア」からなります。その機能は、気筒内に新気を適時に充填し、燃焼によって発生した排気ガスを適時に気筒外に排出することです。

燃料供給システム

使用される燃料が異なる為、ガソリンエンジン燃料供給システムとディーゼル燃料供給システムに分けられます。
ガソリン燃料供給システムは、オイル式と直噴式の2種類に分けられ、通常、「燃料タンク」「ガソリンポンプ」「ガソリンフィルター」「キャブレター」「エアクリーナ」で構成されています。

エアマニホールドおよび排気マフラーは、調製された可燃混合気をシリンダー内に供給し、シリンダーに入る可燃性混合物の量を制御してエンジンの出力および速度を調整するように構成されています。シリンダーをドレーンします。

ディーゼル燃料供給装置は。「燃料タンク」「燃料ポンプ」「燃料噴射ポンプ」「ディーゼルフィルタ」「吸排気管」「排気マフラー」から構成されており、その機能は、所定のタイミングで純空気をシリンダ内に供給し、一定量のディーゼルをシリンダ内に噴射することです。エンジンの出力と回転数を調整し、最後にシリンダーから排気ガスを排出します。

冷却システム

自動車は一般に水冷式です。 水冷式は、ウォータポンプラジエータファンサーモスタットウォータージャケット(ボディ内)で構成されており、冷却水を循環させてラジエータを通して高温部品の熱を大気に逃がし、モータを正常に電気的に保ちます。

潤滑システム

潤滑システムは「オイルポンプ」「フィルター」「オイル通路」「オイルパン」で構成されています。 その機能は、各相対可動部の摩擦面に潤滑油を行き渡らせて摩擦を減らし、機械部品の磨耗を減らし、そして摩擦面をきれいにし、そして冷却する事です。

点火システム

ガソリンエンジンでは、シリンダ内の可燃性混合物が電気スパークによって点火されるために、ガソリンエンジンのシリンダヘッドにスパークプラグが取り付けられ、スパークプラグのヘッドが燃焼室内に延びている。 点火プラグ電極間で時間通りに電気火花を発生させることができるすべての装置は、点火システムと呼ばれ、点火システムは「通常電池」「発電機」「分配器」「点火コイル」「点火プラグ」からなります。

起動システム

始動システムは、「スタータ」と「スタータエンジン」を始動させて、それを自己作動状態に移行させるためのスタータリレーとからなります。

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エンジン原理

エンジンは、「ピストンエンジン」「ラムジェットエンジン」「ロケットエンジンタービンエンジン」に分けられます。作業の流れ:①吸気行程→②圧縮行程→③仕事行程(噴射→燃焼→膨張仕事)→④排気行程です。

①吸気行程

シリンダーに入る作動流体は純粋な空気です。ディーゼルエンジン吸気システムの低抵抗のため、吸気端圧力pa=(0.85〜0.95)p0であり、ガソリンエンジンよりも高いです。吸気端温度Ta=300〜340K、ガソリンエンジンよりも低いです。

②圧縮行程

圧縮作動媒体は純粋な空気である為、ディーゼルエンジンの圧縮比はガソリンエンジンの圧縮比よりも高い(一般にε= 16〜22)です。圧縮終了時の圧力は3,000から500kPaであり、圧縮終了時の温度は750から1,000Kであり、これはディーゼルの自己発火温度(約520K)を大きく超えます。

③仕事行程

圧縮行程が終わりに近づくと、高圧オイルポンプの作用により、ディーゼル燃料が約10MPaの高圧でインジェクタを介してシリンダ燃焼室に噴射され、その後短時間で空気と混合された後に自然発火して燃焼します。シリンダー内のガスの圧力は急速に上昇し、最高5,000〜9,000kPa、最高温度は1,800〜2,000Kです。ディーゼルエンジンは圧縮によって自己着火される為、ディーゼルエンジンは、圧縮点火エンジンと呼ばれます。

④排気行程

ディーゼルエンジンの排気は、排気温度がガソリンエンジンのそれより低いことを除いて、基本的にガソリンエンジンの排気と同じです。一般的にTr = 700〜900Kです。単気筒エンジンでは、速度は均一ではなく、エンジンは安定しておらず、振動は大きくなります。
これは、4つのストロークのうち1つだけが仕事であり、他の3つのストロークは仕事に備えて力を消費するストロークだからです。この問題を解決するためには、フライホイールは十分に大きな慣性モーメントを持たなければならず、それがエンジン全体の質量とサイズの増大を招きます。多気筒エンジンは上記の欠点を補うことができます。現代の自動車は「4気筒」「6気筒」「8気筒」のエンジンを使用しています。

内燃機関は、使用される燃料に応じてガソリンエンジンとディーゼルエンジンに分類する事が出来ます。ガソリンを燃料として使用する内燃機関はガソリンエンジンと呼ばれ、ディーゼル燃料を使用する内燃機関はディーゼルエンジンと呼ばれます。ガソリンエンジンとディーゼルエンジンはそれ自身の特性を持ち、ガソリンエンジンは「高速」「小品質」「低騒音」「容易な始動」と「低い製造コスト」を持ち、ディーゼルエンジンは大きな圧縮比、高い熱効率、そしてガソリンエンジンより優れた経済性能と排出ガス性能を持っています。

エンジン形態

初期の自動車のエンジンの発達によって、今日一般的に使用されているよりもかなり大型のエンジンが産み出されました。それらのエンジンは、1から16気筒設計で、それぞれの相当する全体の「大きさ」「重量」「排気量」「ボア」を持っていています。

1リットル以下のマイクロカーには3気筒の機械が使われ、1リットルから2リットルのエンジンには4気筒または5気筒のエンジンが一般的に使われます。2リットル以上のエンジンのほとんどは「6気筒」で、4リットル以上のエンジンは「8気筒」の大部分を使用しています。
その年、自動車の創始者Carl BenzとDaimlerが自動車を設計し製造したとき、彼らは1つの気筒エンジンだけを使用しました。私たちが車の中で2つ以上のエンジンを使うことは不可能であると考えるように、当時の人々は2つ以上の気筒を使うエンジンを想像していなかったと推定されます。しかし今は違います。多くのメーカーが常に気筒の数とエンジンの配置を考えています。したがって、多くの国産車の車両にv6(6気筒)またはv8(8気筒)エンジンが搭載されています。

気筒の配置は?

気筒、シリンダーとも呼ばれます。シリンダーの配置は、多気筒エンジンの各シリンダーの配置を指し、簡単に言えば、エンジン上のシリンダーによって排出される待ち行列の形態です。一般的なシリンダー配置は、主に直列(LまたはI、国内ではLを使用して直列を表すことや、アルファベットを用いない直4や直6といった略称もよく用いられる)「V型(V)」「W型(W)」「水平対向エンジン」または「H型(H)」「ローター(R)」「VR型(VR)」及び「T型」。

直列エンジン

直列エンジンは、通常はLで、例えばL4は直列4つのシリンダーの意味を表します。直列レイアウトは、今では最も幅広い気筒配列の形を使用しており、特に2.5L以下の排気量のエンジンです。このような配置のエンジンのすべての気筒は同じ角度で並んで配置され、それに、1つのシリンダヘッドだけを使用して、同時にそのシリンダーとクランクシャフトの構造も比較的に簡単で、気筒たちは1列の縦隊になったようです。

具体的には「L3」「L4」「L5」「L6」の4種類があります(数字は気筒数を表します)。このような配置エンジンの利点は、サイズがコンパクトで安定性が高く、低速トルク特性が良く、燃料消費も少なく、もちろん製造コストが低いことを意味しています。また、直列型気筒の配置を採用したエンジンの体積もコンパクトで、より柔軟な配置に適応できます。過給機を配置する装置にも便利です。しかし、その主な欠点は、エンジン自体の出力が低く、6気筒を超える車両には適していないことです。

V型エンジン

V型エンジンとは、単にすべての気筒を2つのグループに入れ、隣接する気筒をある角度(左右の気筒の間の角度はγ<180°である)に配置して、2つの気筒グループが角度を形成するようにします。側面から見たシリンダーの平面はV字型(通常の挟み角は60°)なので、V型エンジンと呼ばれます。
V型エンジンは高さと長さが小さく、車に配置するのに便利です。 それはシリンダー直径を拡大することによって増加した変位および力を促進し、そしてより高いシリンダー数に適しています。

先に紹介した直列配置の形式と比較して、Vエンジンはボディの長さと高さを短くし、より低い取り付け位置はデザイナーが抵抗係数のより低い車体を設計することができます。また、シリンダーの配置により、一部の振動を相殺することができ、エンジンの運転をより滑らかにします。例えば、快適で穏やかなな乗り心地を追求する中高価格帯モデルの中高級車の中には、技術上より先進的な「小排気量インラインエンジン+スーパーチャージャー」のパワーコンビネーションの代わりに、大排気量V型エンジンを使用しているものがあります。

一言で言えば、エンジンシリンダーはV字型のレイアウトを採用しており、これは構造レベルでの従来の直列レイアウトのいくつかの欠点を克服すると言えますが、精密な設計は製造技術により複雑で、同時に機体の幅が大きいため、他の補助装置を取り付けることもまた便利ではないです。

W型エンジン

W型エンジンの気筒は、V型エンジンのようにW型に配置されていると考える人が多いのですが、実際はそうではないです。W型に似ているだけで、厳密にはV型エンジンになるはずで、少なくともV型エンジンの一種の変種です。W型エンジンは、ドイツのフォルクスワーゲン独自のエンジン技術です。

W型は、V型エンジンに比べてエンジンを短くしたり、クランクシャフトも短くして、エンジンが占める空間を節約できると同時に、重量を軽くすることもできますが、その幅が広くなり、エンジンルームがよりいっそう充実します。W型エンジンの最大の問題は、エンジンが1つのボディから2つの部分に分割されていることです。これは必然的に運転中に多くの振動を引き起こします。 この問題に対応して、フォルクスワーゲンはW型エンジンに2つの逆回転バランスシャフトを設計し、2つの部分の振動が内部で互いに打ち消し合うようにしました。

水平対向エンジンまたはH型(H)

上述の気筒V型の配置エンジンの説明では、V字型配置は通常60°の角度(左右のシリンダ中心線の間の角度はγ<180°)を形成し、水平対向エンジンのシリンダー角度は通常180度です。しかし、水平対向エンジンの製造コストと技術はかなり難易度が高いため、現在の世界では「ポルシェ」と「スバル」の2つのメーカーのみが使用されています。水平対向エンジンの最大の利点は、低重心です。 シリンダーは「平ら」であるため、車の重心が下がるだけでなく、車の前部が平らで低くなり、車の走行安定性が向上します。同時に、水平対向シリンダーレイアウトは対称安定構造なので、V型エンジンよりも良好に作動させ、運転中の動力損失も最小です。 もちろん、重心の低さとバランスの取れた配分も、車両のコントロール性を高めます。

では、なぜ他のメーカーは水平対向エンジンを開発していないのでしょうか。水平対向構造の複雑さに加えて、油潤滑などの問題を解決することは困難です。水平に配置されたシリンダーは重力によりオイルを底に流し、シリンダーの片側は十分に潤滑されていません。ポルシェやスバルも多くの技術問題をうまく解決してきたのは明らかだが、高精度な製造要求にもより高い維持費をもたらします。そして、機体が広いため、レイアウトには有利ではないです。

ローター(R)エンジン

ローターエンジン(Wankel Engine、Rotary Engine)は、ドイツのFelix Wankel(1902-1988)によって発明され、以前の研究結果に基づいて、いくつかの重要な技術的問題を解決しました。 最初のローターエンジンは首尾よく開発されました。 ローターエンジンは、三角ローターの回転運動を使用して圧縮と排気を制御します。これは、従来の往復ピストンエンジンの直線運動とはまったく異なります。一般的なL字型およびV字型のシリンダーレイアウトと比較すると、多くの人が三角ローターエンジンに慣れていない可能性があります。 ロータリーエンジンはミラーサイクルエンジンとも呼ばれます。この技術は後にマツダに買収されました。

従来のシリンダー往復式のエンジンは、作動中、シリンダー内でのピストン往復直線運動、およびピストンの直線運動を回転運動に変換するためには、クランクリンク機構を使用しなければならないことを私たちが知っています。ですが、ローターエンジンはそれと異なり、可燃性ガスの燃焼膨張力を直接駆動トルクに変換します。レシプロエンジンと比較して、ローターエンジンは無駄な直線運動を排除するので、同じパワーのローターエンジンはサイズが小さく、重量が軽く、そして振動と騒音が少ないです。

三角ローターが回転すると、三角ローターの中心を中心とした内輪歯車と出力軸の中心を中心とした歯車とが噛み合い、歯車は回転せずに円筒に固定され、歯車に対する内輪歯車の歯数の比は3:2です。 上記の運動関係は、三角ローターの頂点の軌跡(すなわち円筒壁の形状)を「8」の形状に似せます。三角ローターはシリンダーを3つの独立した空間に分割し、3つの空間は1週間に1回回転し、エンジンは3回点火します。ローターエンジンのローターは1回転に1回作動します。

一般的な4ストロークエンジンと比較して、それは高い出力対容積比の利点を持っています(エンジン容積は小さく、そしてそれはより多くの出力を出力することができます)。 さらに、ロータエンジンの軸方向動作特性により、より高い動作速度を達成するために正確なクランクシャフトバランスを必要としない。 エンジン全体は2つの回転部品のみを持ち、一般的な4ストロークエンジンの吸気バルブや排気バルブなど20以上の可動部品を持つことと比較して構造が大幅に簡素化され、故障の可能性もはるかに減少します

ローターエンジンはそれほどポピュラーではないので、対応する不利な点はまだあります。すなわち、エンジンを長期間使用した後は、オイルシール材の摩耗による空気漏れが発生しやすくなり、燃費が悪化します。さらに、その独特の機械的構造はまた、そのようなエンジンを修理する事を、より困難にします。

VR型エンジン

1991年にフォルクスワーゲンは15°の角度を持つV6 2.8Lエンジンを開発し、それをゴルフの第3世代に搭載しました。 エンジンはコンパクトで、インラインエンジンの幅に近い幅を持ち、インライン4気筒エンジンよりも長くはありません。
VRエンジンのシリンダー角は非常に小さく、2列のシリンダーは、ほぼ平行で、シリンダーヘッドのスパークプラグの穴はほぼ一直線上にあります。

フォルクスワーゲンのフロントエンジン前輪駆動シャーシは縦型設計であり、エンジンはフロントアクスルよりも前に長すぎない為、VRエンジンはその非常に小さいサイズを特徴とし、フォルクスワーゲン車のフロントエンジンプラットフォームに非常に適しています。 そうでなければフロントサスペンションを配置することは困難です。このエンジンは非常にコンパクトですが、2列のシリンダーが非常に近いため、1つのシリンダーヘッドしか必要とされず、コストは90°と60°のV6よりはるかに低くなります。

しかし実際の状況は、V型6気筒エンジンの場合、60度の角度が最適な設計であり、これは多数の科学実験の結果です。しかし、V6エンジンをより小さなスペースに置くことができるようにするために、フォルクスワーゲングループは15度の角度とより小さな容積でVR6エンジンを開発しました。パワーパラメータの観点からは、通常のV6エンジンより劣るわけではありませんが、開発当初から明らかなジッタの問題が露呈しています。この問題は一連のバランス安定化法によって大幅に改善されましたが、依然として、ジッタの問題をうまく解決できなかったです。それで、角が小さいVR6は構造そのものからその振動がV6より大きいことを決定しました。

T型エンジン

T型エンジンは、実はターボエンジンを指します。ターボエンジンの最大の利点は、出力を30%上げることができることです。技術的なパラメータは、1.2Tが自然吸気エンジン(NA)の出力レベル1.6L〜1.8Lに達することができることを示し、1.4Tは2.0L〜2.3Lに相当し、1.6Tは2.4Lに相当し、2.0Tは3.0L以上に達する事が出来ます。例として、第6世代のゴルフを搭載したフォルクスワーゲンの1.4Tエンジンで、最大馬力は131、最大トルクは220Nmで、これは従来の2.0Lエンジンに匹敵します。

過給は自然吸気エンジン、すなわち空気がシリンダーに入る前に圧縮されていることに関連しています。最も広く使用されているものは排気ターボチャージングで、我々が通常「ターボチャージング」と呼ぶものです。多くの車種の裏側にある「T」は、エンジンにターボチャージャーが装備されていることを意味します。
一部の消費者は、ターボ過給エンジンはより高いメンテナンス要件を有し、自然吸気エンジンよりも修理に費用がかかると考えています。 しかし、メンテナンスの観点からターボ過給エンジンは自然吸気エンジンとあまり変わりません。メンテナンスの専門家は、所有者の一部が適切に使用していないため、ターボチャージャーが損傷しているから、交換が必要だと述べました。「ターボチャージャーに代わるのに数万円もかかるので、消費者はターボチャージャー付きエンジンは維持するのに費用がかかると考えています」。実は、メンテナンスに注意を払う限り、数年間でオーバーホールの例を見ることは珍しくありません。

日本の自動車は 「T」型エンジンにあまり興味を持っていません、そしてそれらのほとんどは自然吸気エンジンを使います。日本の自動車メーカーはT型エンジンの技術に乏しいわけではありませんが、研究開発には投資していません。ターボエンジンを採用しているモデルは一切ありません。例えば、ホンダはi-VTEC(可変バルブ制御システム)エンジンを使用し、トヨタはVVTI(インテリジェントタイミング可変バルブ制御システム)を使用し、そして日産はハイエンドVQエンジンを使用しています。

国産車が自然吸気エンジンを選択する主な理由は、品質が信頼でき、性能が安定している事であり、同じ排気量エンジンの自然吸気は、ターボチャージャーエンジンに比べて約20万円節約でき、燃費はさらに優れています。
さらに、ターボエンジンは基本的にスチール製で、エンジンの重量が増し、燃費に反して動作し、より多くの部品が必要になります。より多くの部品があるほど、損傷の可能性が高くなる事を誰もが知っています。

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車の馬力とは?トルクとは?

車を買うとき、人々は、しばしば尋ねます。「XX車は十分に動力を与えられますか?十分に登っていきますか?」それで、力が多くの人々の関心事であることがわかります。 特に今日では、多くの新車は、価格を下げて燃料消費量を減らすために小型排気量モデルを導入する傾向があります。 したがって、どのレベルの家庭用車にもどれだけの馬力が足りるのでしょうか。

力に関しては、たぶん誰もが2つのパラメータを評価するだけです:1つは力(馬力)で、もう1つはトルクです。出力及びトルクの決定は、主にエンジン排気量と燃費を改善するための関連技術に基づいています。

馬力って何でしょうか?

単純に馬力は馬の力として理解することができ、1馬力は1秒間に1メートルずつ75キログラムの物体を上げる事によって、行われる仕事に相当します、単位はPSです。また、自動車の仕事率に馬力を使用することもよくあります。たとえば、自動車の最大仕事率は120PSです。
自動車の馬力の2つの形式:英馬力仏馬力
(注意:メートル単位はメートル、センチメートル、またはミリメートルで測定され、インチサイズはインチまたはフィートで測定されます。)

①英馬力(hp)

英馬力は次のように定義されます。馬が1秒間につき550重量ポンド(lbf)の重量を1フィート(ft)動かすときの仕事率。これは乗算後の33 000フィート・重量ポンド/分に相当します。英語の「horse power」の頭文字をとってHPという記号で表されます。
ワットで表すと、1英馬力は約745.700ワットです。イギリスの法令上の正確な換算値は、1英馬力 = (正確に)745.699 871 582 270 22 ワットですので、1英馬力は約746W=0.746KWになっています。

②仏馬力(PS)

仏馬力(PS)は次のように定義されます。馬が1秒間につき75重量キログラム(kgf) の力で1メートル動かすときの仕事率。これは乗算後4500kg−m/分に相当します。
ワットで表すと、1仏馬力は 735.498 75 ワットです。ただし、日本の計量法では、1仏馬力= (正確に)735.5 ワットです(計量単位令第11条第2項)。つまり、1仏馬力は735W = 0.735KWになっています。

では、なぜ英語とメートル法の間に違いがあるのでしょうか。
これは、なぜか一部の車が右舵で、他の車が左舵であると同じ理由です。これは、人間が調整できない違いです。よく知られているいくつかのテスト規格によれば、ドイツのDINおよび欧州共同体の新しい規格EEC、ならびに日本のJISは、馬力の単位としてメートル法に基づく仏馬力psを使用し、SAEは英馬力を単位として使用します。しかし、世界の統合経済の到来により、また複雑な変換を避けるために、より多くのオリジナルデータがエンジンの出力として明白な国際標準単位キロワットkwに変更されます。

トルクって何でしょうか?

力学において、ある固定された回転軸を中心にはたらく、回転軸の周りの力のモーメントです。一般的には「ねじりの強さ」として表されます。力矩、ねじりモーメントとも言います。
トルクは物理学上の力の大きさであり、力と距離の積に等しい、国際単位はニュートンのN・mであり、またkgmやlb-ftのようなトルクの単位も見ることができます。G = mgで、g=9.8時、1 kg=9.8 N、だから1 kgm = 9.8 Nmで、ポンドlb - ftは英制のトルク単位であります。

自動車トルクとは、エンジンがクランクシャフト端から出力するトルクを指し、自動車の積載量を一定の範囲内で表したものです。トルクは、オブジェクトを回転させる力です。出力が一定の場合、エンジン回転数に反比例し、回転数が速いほどトルクが小さくなり、逆の場合は、ある範囲内の負荷容量を反映します。 トルクと馬力は自動車のエンジンの主要な指標の1つであり、加速、上昇能力、サスペンションなど、自動車の性能に反映されます。 その正確な定義は次のとおりです。シリンダー内のピストンの往復運動、特定の作業を行うために往復運動、その単位はニュートンメートルです。 各単位距離で行われる作業はトルクです。 トルクは自動車のエンジンの品質を測定するための重要な基準であり、自動車のトルクはエンジンの出力に比例します。

前に述べた馬力が車がどれくらい速く走ることができるか表す数値ならば、トルクは車がどれくらい速く加速するかえお表す数値になります。特にスピードアップの瞬間には、異なるエンジン技術のために、トルクは大きな違いを持つ傾向があります。一般的に言えば、ターボチャージャーのエンジンのトルクは自然吸気エンジンより大きくなるでしょう。

同じタイプのエンジンカーと比較して、トルク出力が大きいほど、ベアリング容量が大きいほど、加速性能がよくなり、登山能力が強くなり、シフト回数が減り、自動車の磨耗も少なくなります。 特に車がゼロ速度でスタートしたとき、それは高トルクの優位性を示しています。たとえば、山の中での起動時や運転時には、トルクが高いほど車の反応が良くなります。低速でパワフルなエンジンだけが活発な発進加速を生み出すことができます、それがレーサー、スーパースポーツカー、すべてが「軽量化車体に大排気量エンジン」の組み合わせを使わなければならない理由です。トルクの機能は、開始時の加速度を示すことです。
したがって、自動車のトルクの重要性は加速し始めるということです。 トルクが高く、速度が遅いほど、車の発進が早くなります。

車の仕事率

車の仕事率とは、単位時間内に車によって行われる仕事のことであり、物理上の仕事率とは、単位時間内に物体によって行われる仕事の事を言います。工率やパワーとも呼びます。仕事率が大きいほど、トルクが大きくなったら、車の引っ張り力も大きくなります。最大の仕事率が車の動的性能を表すのに使用される事がよくあります。

トルクと仕事率

エンジンがフライホイールを介して外部に出力するトルクを実効トルクと言います。Teで表すと、単位はN・mです。 実効トルクは、外部によってエンジンのクランクシャフトに加えられる抵抗トルクと釣り合っています。
エンジンがフライホイールを介して外部に出力する動力を実効効率と呼びます。Peで表すと、単位はkWです。それはクランクシャフトの有効トルクと角速度の積に等しいです。
実効トルクの最大値を最大トルクと呼び、実効効率の最大値を最大効率と呼びます。

エンジンのトルクはシリンダーが吸い込むことができるオイルとガスの量であり、この吸気量はスロットル開度の増加とエンジン回転数の漸増と共に増加します。しかし、常に増加するわけではありません。何かの速度になると、そのピークに達するでしょう、これが人々が言う最大のトルクです。このときエンジンの回転数が再び上がると、トルクが徐々に下がります。これはガソリンエンジンのような内燃機関の特徴であり、それもまた最も不満足なところです。

出力はトルクに速度を掛けたものに等しく、それはエンジンが単位時間当たりに吸い込むことができるオイルの量です。したがって、エンジン回転数が徐々に最大トルク点まで上昇すると、その間に吸入されるオイルの量と単位時間あたりの吸入回数が増加するため、出力は上昇し続けます。回転速度が最大トルク点を超えると、吸い込まれるオイルおよびガスの量は減少するが、減少は小さく、吸入回数は増加しているので、最大出力点まで増加しています。速度が最大出力点を超えると、吸収されるオイルとガスの量が吸入回数の増加よりも多く減少するため、出力は減少し始めます。

トルクと仕事率は、実際にはガソリンと空気の混合物を燃焼させ、化学エネルギーを熱に変換してから、それを運動エネルギーに変えるエンジンの力です。

エンジンについて

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最も古典的なマスタングモデル---エレノア、最も古典的なエンジン428ci

仕事率/トルクの概念を理解した後、あなたはなぜアメリカの自動車が早くないか分かるでしょうか?高速道路は時速65マイル(時速105マイル)でしか走れない国であり、平均的な人はかなり遵守しているので、たとえスピードカーであっても車は最高速度で走ることができません。したがって、アメリカ車は発進時に加速する低速トルクに注目しました。そして、アメリカではガソリンは安く、エンジンの排気量を大きくすることを好みます。それにより本物の低速トルクを手に入れました。

歴史上最も経典的なマスタングがどのようなものかといえば、ほとんどのマスタングファンが賛同したのは1967年のGT 500 Eleanor(エレノア)です。「60セカンズ」を見たファンは、きっと印象的だったに違いないでしょう。1967年のGT500はシェルビーの第一世代のGT500でもあり、特に映画「60セカンズ」の中で輝く、「Classic 60年代」の定番となっています。
本格的な歴史に名を残すのは、2000年に公開された『60セカンズ』に登場した車です。ニコラス・ケイジとアンジェリーナ・ジョリー主演のバージョンです。この映画では、監督が「エレノア」という名前を再起用しました。今回のエレノアは、Hot RodデザイナーSteve Stanfordによって設計され、1967年のGT 500が改装され、本格的な経典になった。劇中のマスタングGT エレノアは、アメリカのマッスルスポーツカーをより人気のあるものにするだけでなく、アンティークスポーツカー市場をより熱くました。 映画制作会社によると、彼らは撮影のために合計11台のエレノアを制作されましたが、そのうち実際の走行できるように制作されたのは3台だけでした。

この改造車のプロトタイプは1967年の量産モデルから来ています。車はエンジンの水冷システムを満たすためにV8エンジン採用して、2つの12インチの巨大な扇風機を使用しています。そしてテールの一酸化窒素システムはこのマッスルカーを離陸させるほどスピードを持ってました。 Mustang Shelby GT500は、7.0L Cobra 428ci V8エンジンと5速マニュアルトランスミッションを搭載しています。 430馬力近くで出力することができます。
アメリカの古典的なマッスルカーとして、フォードマスタングは、常に多くのファンに愛され人気があります。マスタングの文化は、アメリカの自動車の代名詞の一つになっています。

アメリカのマッスルカー、アメリカのエンジン

アメリカのマッスルカーという言葉は、1980年代から1990年代にかけて登場し、特に1960年代から1970年代にかけては、高出力の筋肉質で大排気量のV8エンジンを搭載したアメリカのスポーツカーと呼ばれるようになりました。 それはV8エンジンを搭載した米国ベースの経済的なスポーツカーとスーパースポーツカーを呼ぶのに使用されます。 マッスルカーはアメリカの精神を代表するもので、よく知られている「フォードマスタング」「シボレーカマロ」「ダッジチャレンジャー」が典型的なマッスルカーです。

マッスルカーは、厳密な意味では、中価格、高性能、大排気量のV8エンジンであり、価格で許容できる範囲でした。 これらのモデルのほとんどは従来のモデルに基づいています。 一部の車両はV8エンジンを搭載していますが、一般的にマッスルカーとは見なされていません。これらの車種には高性能のタイプがあり、それはマッスルカーですが、通常のバージョンではマッスルカーとは言えません。
マッスルカーは、車のこれらの側面(馬力、トルク、加速度、速度)のパフォーマンスを最大化すると言えます。
ほとんどのマッスルカーは、1974年の石油危機や、より厳しい排出法規制を受けて市場から撤退してしまいました。厳密に言えば、適切な系統を持ち、マッスルカーと呼ぶことが出来るのは、「フォードマスタング」「シボレーカマロ」「ダッジチャレンジャー」と、この3種類しかいないのです。

フォードマスタング

1962年、フォードモーターカンパニーは、マスタングの最初のコンセプトカーを開発し始めました。 最初に正式に製造されたマスタングは、1964年3月9日に発売されたV8エンジンを搭載したライブトップカーでした。
2011年マスタングGTでは、 車両の全体的な形状は、アメリカのマッスルカーのデザインの特徴をそのまま残しています。 出力面では、新しい5.0リッターV8エンジンを搭載し、最大出力412hp、ピークトルク528N・mです。
フォード・マスタングGTは、4.6リットルV 8エンジン、最大319馬力、0 - 96キロ/時間の加速は4.9秒、112 - 0キロ/時間ブレーキの成績は49.38メートルで、価格は35 , 425ドルです。

シボレーカマロ

カマロモデルの最初の世代は1967年に生産されました。そしてRSとSSバージョンは通常のバージョンに基づいて導入されました。
当時、SSバージョンのカマロは5.7リットルと6.5リットルのV8エンジンを搭載していましたが、6.5リットルエンジンの最大出力は375馬力で、4速マニュアルトランスミッションを搭載していました。
現在、カマロは5世代の製品を発売していますが、現在のモデルの外観から、カマロはアメリカのマッスルカーのタフでラフなボディ形状を継承していることがわかります。出力面では、性能と燃費のバランスを良くするために、現在のカマロは、最大出力215 kW(292 hp)、最大トルク366 Nmの3.6リッターV6 VVT SIDI直噴エンジンを搭載しています。マニュアルシフトパドル付きの6速オートマチックトランスミッションを搭載していました。
シボレーカマロSSは、6.2リットルのV8エンジンを搭載し、最大432馬力、0-96キロ/時間の加速は4.8秒、112-0キロ/時間ブレーキの成績は49.38メートルで、価格は34,225ドルです。

ダッジチャレンジャー

クライスラーのダッジチャレンジャーは1970年に初代を発売し、2009年までに3世代のDodge Challenger製品を販売しています。製品の3世代の中で、ダッジチャレンジャーSRT8は間違いなくアメリカのマッスルカーの最も代表的なモデルの一つです。出力面では、ダッジチャレンジャーSRT8は最大出力300馬力以上の6.1L Hemi V8エンジンを搭載しています。
ダッジ・チャレンジャーR/Tは5.7リットルのV8エンジンを搭載し、最大381馬力、0-96キロ/時間の加速は5.1秒、112-0キロ/時間ブレーキの成績は55.47メートルで、価格は39,620ドルです。

まとめ

エンジンとは一般に自動車エンジンを指し、車のに必要不可欠なパーツです。自動車エンジンは人間の心臓のようなものです。気を付けないと、損傷しやすいので、自動車エンジンの音、自動車エンジンの構造など、自動車エンジンに関する知識を知っておく必要があります。

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