今日学校の授業でガソリンエンジンとディーゼルエンジンの違いを学びました。 そのなかでディーゼルエンジンはガソリンエンジンよりパワーがあり構造が単純、しかし燃費が悪くうるさいとききま

Question

した。
復習しようと調べると講師が言ってたことと反対なような気がしてきました
車に詳しい方お願いいたします

補足

それと、クリーンディーゼルとディーゼルの違いも教えてほしいです。 あと、外車のポルシェやベンツ、またそれぞれのスポーツタイプの車は何エンジンをつかっているのですか？

Answer 1

ymcmb_osankosanさんへ

自分なりの考えを持つのは、大変良い事ですね。
以下をお読み頂いて、更に思考を深めてみて下さいナ。d(^^)

・ ・ ・

エンジンは燃焼で得た高圧を膨張させて仕事に変換し、取り出す物である。
これは良いですね? (^^)
ガソリンやディーゼル等、内燃機関は多かれ少なかれ圧縮という行程を踏みますが、蒸気機関の様に外燃機関だったら、シリンダーでは膨張させるだけで仕事をします。
と言う話はちょっと置いといて。w

比較するのだから、ここで条件を切りましょう。同じ排気量のエンジンを比べる。
ガソリンエンジンは常に理論空燃比(ストイキオメトリー)14.7:1、つまり吸い込んだ酸素を使い尽くすだけの燃料を燃やす様にしています。
これは、排ガス処理の三元触媒がNOxを乖離して無毒化する為にも欠かせない事です。(余剰酸素を排出すると、NOxをNとOに乖離出来ない)
一方、ディーゼルは、吸気は吸いっ放し。燃料の吹き込み量を調整して出力をコントロールします。と言う事は、やはりこちらもストイキ迄吹き込みたい・・・のですが、出来ないんですネ。d(^^;)
昔からλ=1.3と言われたりしていまして、吸入した空気の3割方を余らせる位迄の量しか、燃料を吹き込んで燃やせない。それ以上に成ると黒煙とNOxが急増してしまうので、それが抑え切れる量が吹き込み・出力の限界点に成る、、、のです。
つまり、作る人(メーカー)の上手下手によっても左右され、排ガス規制が厳しければ低出力小トルク化する存在・構造なのです。
言い換えれば、排気量を3割方多くして初めて、ディーゼルはガソリンと同じポテンシャルに成れる、と言う事です。し、小型軽量大出力用途には、基本的素質はガソリンの方が向いている事に成るのです。

・・・、飽く迄ポテンシャル論ですよ、コレ。d(^-^;)
他に、過給を適用する技術進化の度合い等も絡んで来るので、今は過渡的に複雑な事情に成っている訳です。

もう一点。
出力は、トルク × 回転数だったりします。つまり小トルクでも高回転化すれば、仕事量は稼ぎ出せる。(低燃費に出来るかどうかはさて置いて d(^^;)
気化ガソリンと言うガス体燃料の混合気に点火プラグで点火着火する。
から、場合によっては2万rpmなんちゅ〜高回転も実用化されてたりします、競技用途ではありますが。
一方、ディーゼルは燃料を吹き込んで燃やす。
丸で、バーナーでボ〜〜ッと空気を炙って加熱する様な燃焼のさせ方なので、噴射している期間(時間)が余り長く成って来ると、ピストンが下がり始めて圧も温度も下がって来て黒煙生成と成るので、ここで制約が生じます。
http://www.isuzu.co.jp/technology/d_databook/tech/tech_02.html

比較的高回転迄回った、昔ジェミニに積まれていたディーゼルでも5500rpm程度でしたから、回転数を稼いで高出力・大馬力化を図るのも難しい。
ここでも、ポテンシャル的には、小型軽量大出力に向くのはガソリンと言う事に成ります。d(^^)
で・・・

今は過給をする様に成りました。
ガソリンも一時はかなり大々的にTurbo装着が持て囃されましたが、Turboなので下スカ上ドッカンなトルク特性で扱い難い上に、実際に過給が効き出すとガソリン冷却で燃費極悪に成ってしまいがちだったので、今は下火に成って落ち着きを見せています。
が、待望されるのは、、、
と言った話はこちらをご一読下さい。f(^^;)
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q13133981928

アイドル回転から大気圧の2倍の過給圧を常用する。なら、排気量を半分にダウンサイジングして燃費を稼ぎ出そう、という構想です。

ご質問の最初に立ち返って、

>ディーゼルエンジンはガソリンエンジンより
>パワーがあり構造が単純、しかし燃費が悪く
ここ迄が逆転していますね。
兎に角、「ディーゼルを真面目に開発しようとしたら、エンジン屋か噴射ポンプ屋か判らなく成った」と懐述される元いすゞエンジン設計次長が居た位に、噴射系を作るのが難しかったので。
で、

>うるさいとききました。
ここは正しいです。
その昔、コモンレール式等の高圧で精密な噴射装置が陰も形も無かった頃に、筑波の新ACE(当然、「新」が付かない前身会社? も在った)で、2500Barという(超)高圧噴射の実験が行われました。
着火が始まっても燃料の吹き込みが続くディーゼル。(着火後も燃料供給が続くのを拡散燃焼と言う)
火炎の中を後続の燃料霧がどうしても潜ってしまう。から、この時に燃え易い水素が先に奪われて炭素分だけが残ってしまい、それが互いに手を繋ぎ合って巨大化する事で、黒煙の素に成る煤を形成してしまう。
一方、燃料液滴の1粒1粒が燃える為に局部的な高温が生じ、燃えない筈の窒素がNOxと成ってしまう。(ガスなら瞬時に燃え切る)
だったら、高圧でドスンと噴射(= 短時間)して、燃焼室の周辺部から燃え始める様にしたらどうか。高圧だから気化もし易いし、液滴も小さく成るし。。。という改善は確かに得られたのですが、エンジンが壊れそうな程に高まったディーゼルノック音とNOxの激増に、ちょっと直ぐには世に出せない技術、と結論付けられたのでした。
上記ご紹介した、いすゞコモンレール噴射特性でも、主たる「高圧噴射」の頭の所に「初期噴射率調整」なる部分が在りますよね。
速過ぎる燃焼室内圧力(温度)の上昇は今でも×な訳ですし、低圧縮比化が革新的とされているマツダSKYACTIVE-Dでも、この調整量を「減らせた」と開発技術者は語れても、無くせない現実の限界なのでした。(ガソリンに比べて、原理的に時間損が多い、と言える)

今は、スロットルバルブを使わず常に排ガス量が多いのでTurboとの相性が良い、と言う事から、過給の威力を借りてディーゼルが脚光を浴びる存在に成りました。
でも、その評価は過給の威力を借りてでの事です。ここを忘れると、真の実力を見誤る事に成ってしまいます。
そもそも、過給によって空気過剰燃焼にする事で黒煙を無くすという様に、排ガス対策の第一歩でもあったりする程に大事な進化です。
その物凄い過給の威力をガソリンにも与えたら。。。

未だ、ノンスロットリング技術が未完成、それと過給の組み合わせも、僅かに欧州勢が試み始めている段階。
内部圧縮を持つ事で高効率な機械式過給器に至っては、部品価格が高価過ぎるからか、本当に少数の試行に留まっています。
ノンスロットリングにし、高膨張比にし、高過給圧を常用出来る様に進化させたガソリンとディーゼルを比べられる様に成ったら、、、
小型軽量大出力用途にはガソリンが向く。
排ガス処理等のコストや装備に要する容積・重量を許容出来る大型車用途等には、ディーゼルが向く。
と言う事に成るでしょう。


>クリーンディーゼルとディーゼルの違いも教えてほしい
考え様によっては、大変難しい話かもしれません。
何せ、パッカードが燃費の良さに着目して航空機用を開発したけれど、排気による臭いと油汚れに閉口して、アッと言う間に廃れてしまった事すら、理解の下敷にしておいた方が良さそうなので。d(^^;)
それ位、ディーゼルは歴史が浅く、激しく変化し続けている物なのです。つい最近でさえ、副室式 → 筒内直噴式へと燃焼室の大変革が在って、圧縮比が21〜23も有ったのが、16.5〜17.6へと劇的に下がった位ですから。

大型車最大手の日野は、生産ラインを停止(工場労働者に唯飯食わせる事に成る d(^=^;)させて、モイヤー式燃焼室エンジンの採用・生産停止をした事が在ります。
CIMACの会長も務めたモイヤーさん。ピストンの頭に円筒形に掘り込んだ燃焼室の壁に塗り付ける様に、燃料を噴射して周辺部から燃やしたらどうだろう、と考えました。周辺部から気化ガスが立ち昇って粛々と燃えてくれたら、と。
所が始動時等温度が上がる迄は、気化してくれないんですね。(考え落ち d(^^;)
冷間始動性が悪い以上に、綺麗に燃え切ってくれなかった分がアルデヒド類の毒ガスとして垂れ流されてしまうので誠に拙い。
アルデヒドってのは二日酔いの臭いですから、観光バスにゃお客が酔っちゃうので積めないって事に成ってしまった訳でした。(苦笑)

排気が匂っちゃ駄目。
アクセル開で黒煙をドバッと出しちゃ駄目。
無味無臭なNOxも、大気汚染の原因物質なので排出×。
その上で、熱効率が高ければ、同じ仕事をさせても二酸化炭素の排出量が少なめで済むでしょう、、、と言う事です。し、これらを目標として改善に邁進して来た結果が今日、と言う事です。

難しい話ですよね。一筋縄では行きません、特に進化の歴史が絡む部分は。
なので、補足をお待ちしております。d(^^)

質問者からのお礼コメント

ありがとうございます！

Answer 2

軽油とガゾリンではエネルギーが違うの爆発力はガソリンなので力はガソリンになります。

しかし、その話には前提があって最新のディーゼルと普通のガソリン車で比べればディーゼルエンジンの方が力がありますが最新のダウンサイジングのガソリンエンジンであればディーゼルエンジンよりもトルクも最高回転数も馬力をガソリンエンジンの方が優れています。

欧州車のエンジンはディーゼル全盛期からガソリンエンジンのシフトしている最中です日本とは真逆ですね

同排気量のディーゼルエンジンとガソリンエンジンで比べるとディーゼルエンジンが重いので同排気量であればトルクも馬力も燃費もエンジンの軽さもガソリンエンジンが優れています

ベンツとマツダでの比較
Ａ４５（ガソリンエンジン、排気量2000CC）の馬力は360馬力（カセットを交換すると400馬力へと簡単に変更できますが）でトルクが45.9kgです

マツダのSKYACTIVｰD2.2(ディーゼルエンジン、排気量2200CC)の馬力は175馬力でトルクが42.8kgfです。

排気量の大きいディーゼルエンジンはトルクでも馬力でも負けています。

これはベンツだけなのかって事ですが
出たばかりのデミオと昔は兄弟関係にあったフォードフィエスタでの比較

フィエスタはデミオに搭載されたディーゼルの1500CCではなくガソリン1000ＣＣでの比較となります

フィエスタは小型エンジンでデミオとの排気量も大きく違いなかでの比較です

フィエスタの馬力は100馬力でトルクが17.3kgです
デミオに搭載されたSKYACTIVｰD1.5の馬力は105馬力でトルクはＡＴタイプでトルクが25.5kgです

排気量との差を考えればガソリンエンジンの方が力がある事がわかります。

Answer 3

多分…「パワー」ってのを「馬力」としてとらえてしまったのですね。
オレもそこにハマったんだぁ…涙
あなたの復習内容から推測して考えると…
確かにパワーはガソリンの勝ちです。
でも、トルクはディーゼルの勝ちです。
どちらも「力」で、あることは間違いないのは、教科書の復習で見つけて下さい。


昔の言葉で申し訳なく思いますが…
「馬力」は加速性能に関わり、「トルク」は速度維持に関わる
と、教わりました。
だから、MAZDAの車は「ガソリンに負けない加速のディーゼル」って売りになす。

Answer 4

なんか混ざっていますね

ディーゼルの特長はガソリンエンジンに比べるとパワーはありませんがトルクがあります
構造は複雑で大きく重いですが燃費が良く耐久性が高いです
振動も騒音も大きいです
でも電気を使いませんから水に濡れても止まりませんし機械部品だけなので保存にも強いです
10年置いた農機具のディーゼルエンジンは何もしなくても１発でかかります
そのために建設機械や軍用車両に良く使われます

Answer 5

学校のセンセの言葉に｢熱効率｣という単語はありませんでしたか？