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圧縮比が高いエンジンのメリットとは?ディーゼル・ガソリン・ターボで比率が異なる?

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エンジンの圧縮比とは?

エンジンにおける圧縮比とは、エンジン内部のシリンダー(気筒)内の容積が最も大きくなる時の容量と、最も小さくなる時の容量の比率を表す値のことです。

シリンダー内の容積は、ピストンが一番下に下がったとき(下死点)に最大容積となり、ピストンが一番上がったとき(上死点)に最少容積となります。

何を圧縮するのか

エンジンは吸気・圧縮・燃焼・排気をひと工程としていますが、シリンダー内で何が圧縮されているかはエンジンによって異なります。

従来のガソリンを燃料とするレシプロエンジンの場合、シリンダー内に取り込まれた、混合気(空気+ガソリン)をピストンが押し上げ、圧縮します。

近年主流になりつつある直噴エンジンは、同じガソリンエンジンではありますが、従来の圧縮方法とは異なり、混合気ではなく空気のみを圧縮しています。

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燃焼(爆発)の燃料となるガソリンは、空気が圧縮された後、シリンダー内に直接噴射(噴霧)されます。

ディーゼルエンジンも直噴エンジンと同様に空気を圧縮し、ディーゼルエンジンの場合は軽油を圧縮後にシリンダー内に直接噴射(噴霧)します。

圧縮比とは、ピストンの上下運動によるシリンダー内の容積の変化の比率のことを指しますが、シリンダー内の容積が小さくなることで、中身が圧縮されます。

このことから、圧縮比とは「混合気をピストンがどれくらい圧縮させるのか」と置き換えて考えることもできます。

なぜ圧縮するのか① 混合気の圧縮と熱効率

圧縮をする理由の一つはピストンの上下運動の力によって熱効率を最大限利用するためです。

熱効率とは、投入した熱エネルギーが仕事に変換される割合のことです。エンジンにおける「熱エネルギー」とは爆発を指し、「仕事に変換」とはそれによってピストンを押し下げる力のことです。

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