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体積効率

索引 体積効率

体積効率(たいせきこうりつ)とは、4ストロークエンジンにおいて燃焼済みの排気と未燃焼の吸気を交換する能力を表す指標で、新気体積が当該気筒の排気量に対する比率を示す。大気圧や大気温度に依存しない指標である為、エンジン性能(能力)を示す指標として使用される。記号は、ηv (イータブイと発音)。 似た概念として充填効率ηc があるが、実際の吸入空気質量を示す指標である為、同じエンジンでも環境条件により変わり、意味が異なる。標準大気状態(1013, 20℃, 相対湿度60%)とでは、両者は同等となる。.

32 関係: 反射可変バルブ機構吸気圧力ミラーサイクルマルチバルブチャンバーバルブオーバーラップバルブタイミングポペットバルブトレードオフピストン分子クランクシャフトスリーブバルブ充填効率真空燃焼燃焼室物質量過給機設計自然吸気排気デバイス排気ガス排気再循環排気量気圧気温混合気温度慣性

反射

反射(はんしゃ、reflection)は、光や音などの波がある面で跳ね返る反応のことである。.

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可変バルブ機構

可変バルブ機構(かへんバルブきこう)は、4サイクルレシプロエンジンにおいて、通常は固定されている吸排気バルブの開閉タイミング(バルブタイミング)やリフト量を可変とする機構。バルブを全て閉じて、特定の気筒の動きを休止させるものも含まれる。.

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吸気

吸気(きゅうき)とは、気体を吸い込むこと。 多くのガソリンエンジンにおいては、空気と燃料とが予め混合された混合気をシリンダーに吸い込むこと。対となる語は「排気」である。ディーゼルエンジンやガソリン直噴エンジンでは空気のみを吸い込み、燃料は圧縮行程以降の燃焼室内へ高圧で噴射される。 エアクリーナーケース(エアフィルター)からキャブレター(またはインジェクション)、バルブまでの一連のラインを吸気系統(吸気系)と表現することがある。.

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圧力

圧力(あつりょく、pressure)とは、.

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ミラーサイクル

ミラーサイクル(Miller cycle)とは、容積型内燃機関においてアトキンソンサイクル機構を疑似的に吸気バルブの早閉じ、遅閉じによって実現したサイクルである。また、吸気通路にロータリーバルブを設けて同様の効果を持つものも研究された。.

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マルチバルブ

マルチバルブ(Multi-valve)とは、4ストロークエンジンの動弁機構において、1気筒あたりに3個以上のポペットバルブを用いるものを指す。近年の自動車用エンジンでは、吸気および排気にバルブを2個ずつ設けた4バルブ形式が主流となっている。 2ストロークエンジンでは事情が異なり、ユニフロー掃気ディーゼルエンジンでは、マルチバルブでも頭上の4弁すべてが排気バルブである。.

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チャンバー

チャンバー(Expansion Chamber)とは、主に2ストロークガソリンエンジンにおいて、混合気の充填効率を高めるためにエキゾーストパイプに設けられた膨張室である。通常はエキゾーストパイプと一体化した部品となっており、全体をチャンバーと呼ぶことが多い。.

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バルブオーバーラップ

バルブオーバーラップは、レシプロ内燃機関において吸気ポートと排気ポートを同時に開いている状態のことである。通常、4ストロークエンジンの排気行程の終了間際に吸気ポートを開き、吸気の充填効率改善を目的としている。.

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バルブタイミング

バルブタイミング(valve timing)とは、レシプロエンジンの吸入、排気を行うためのバルブの開閉時期を表す言葉である。ほとんどのエンジンではバルブタイミングはクランクシャフトの角度及びピストンのシリンダー内での位置に関連付けられて決定されている。そのため、ピストンの上死点及び下死点が開閉タイミングの一つの基準となる。 この項目では4ストロークエンジンにおけるバルブタイミングのほか、2ストロークエンジンにおけるポートタイミング(port timing)も併せて記述する。.

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ポペットバルブ

ポペットバルブ(Poppet Valve)は、JISにおいて「弁体が弁座シート面から直角方向に移動する形式のバルブ」と定義されている。レシプロエンジンの吸気、掃気、排気を制御するために多く用いられる弁機構であり、特に自動車用エンジンなどでは単にバルブと呼ばれることも多い。.

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トレードオフ

トレードオフ()とは、一方を追求すれば他方を犠牲にせざるを得ないという状態・関係のことである。トレードオフのある状況では具体的な選択肢の長所と短所をすべて考慮したうえで決定を行うことが求められる。.

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ピストン

ピストン(Piston)とは、機械部品の一種。中空の円筒形の部品の内側にはまりこむ円筒形のものの一般的な名称。ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関や、蒸気機関やスターリングエンジンなどの外燃機関に使われるほか、注射器の内筒や管楽器の音程を決めるバルブ部分にも使われているほか、身近な利用例に水洗便器用洗浄弁であるフラッシュバルブのピストンバルブがある。 以下、本稿ではレシプロエンジンのピストンについて述べる。.

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分子

分子(ぶんし)とは、2つ以上の原子から構成される電荷的に中性な物質を指すIUPAC.

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クランクシャフト

ランクシャフト (crankshaft) は、エンジンの構成部品の一つ。ピストンの往復運動を回転力に変えるための軸。曲柄軸、クランク軸、エンジンの主軸となる屈曲軸。かつて日本語では曲軸と言われた。 クランクシャフトが文献に現れるのはアル=ジャザリの1206年の著作が最古である。.

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スリーブバルブ

リーブバルブ(Sleeve valve)は内燃機関の吸排気弁機構形式の一つである。摺動弁式とも言う。1940年代以前の自動車・航空機レシプロガソリンエンジンの一部で採用されたが、現在は廃れている。.

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充填効率

充填効率(じゅうてんこうりつ)とは、4ストロークエンジンにおいて燃焼に寄与する新気の絶対量を表す指標。当該運転状況下での、実際のエンジン状況を示す指標として使用される。記号は、ηc (イータシーと発音)。 似た概念として体積効率ηv があるが、エンジン性能を示す指標で、意味が異なる。標準大気状態(1013hPa、20℃、相対湿度60%)下では、両者は同等となる。.

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真空

真空(しんくう、英語:vacuum)は、物理学の概念で、圧力が大気圧より低い空間状態のこと。意味的には、古典論と量子論で大きく異なる。.

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燃焼

燃焼(ねんしょう)とは、可燃物(有機化合物やある種の元素など)が空気中または酸素中で光や熱の発生を伴いながら、比較的激しく酸素と反応する酸化反応のことである(ろうそくの燃焼、木炭の燃焼、マグネシウムの燃焼など)。 また、火薬類のように酸化剤(硝酸塩、過塩素酸塩など)から酸素が供給される場合は、空気が無くても燃焼は起こる。 広義には次のような反応も燃焼と呼ぶことがある。.

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燃焼室

燃焼室(ねんしょうしつ)は、燃料が燃焼する空間であり、熱機関に於いては燃焼(酸化)により熱エネルギーを発生する部位である。.

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物質量

物質量(ぶっしつりょう、)は、物質の量を表す物理量のひとつ体積、質量、分子数、原子数などでも物質の量を表すことができる。である。物質を構成する要素粒子の個数をアボガドロ定数 (約 6.022×1023 mol-1) で割ったものに等しい。要素粒子()は物質の化学式で表される。普通は、分子性物質の場合は分子が要素粒子であり、イオン結晶であれば組成式で書かれるものが要素粒子であり、金属では原子が要素粒子である。 物質量は1971年に国際単位系 (SI) の7番目の基本量に定められた。表記する場合は、量記号はイタリック体の 、量の次元の記号はサンセリフ立体の N が推奨されている。物質量のSI単位はモルであり、モルの単位記号は mol である。熱力学的な状態量として見れば示量性状態量に分類される。.

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過給機

過給機(かきゅうき)とは、内燃機関が吸入する空気の圧力を吸気口の圧力以上に高める補機の総称である。英語では"Supercharger"(スーパーチャージャー)。なお、「スーパーチャージャー」を特に機械式過給機のみを指すものとし、排気タービンを駆動源としたもの(いわゆるターボチャージャー)とは別と扱う場合も多い。圧縮機(コンプレッサー(compressor, kompressor))の一種、ないし、吸気を圧縮して給気することに特化した圧縮機といえる。.

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設計

設計(せっけい、design)とは、建築物や工業製品等といったシステムの具現化のため、必要とする機能を検討するなどの準備であり、その成果物としては仕様書や設計図・設計書等、場合によっては模型などを作ることもある。.

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自然吸気

自然吸気(しぜんきゅうき)とは、ターボチャージャーやスーパーチャージャーなどの過給機を使わず大気圧でシリンダー内に吸気する、エンジンの区別方法のひとつ。NA(エヌエー:Natural Aspiration〈ナチュラル アスピレーション〉、またはNormal Aspiration〈ノーマル アスピレーション〉の略)や無過給と呼ばれることもある。とくに自動車において、このようなエンジンを自然吸気エンジンと呼ぶ。本項ではこの自動車エンジンにおける自然吸気について述べる。.

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排気デバイス

可変排気ポート式排気デバイスの一例、ヤマハ・YPVS 排気デバイス(はいきデバイス)とは、主に排気効率や新気の充填効率の向上を目的とし、エンジンの排気経路に付加される装置のこと。4ストロークエンジンの場合(特に自動車の場合)には可変排気システムと呼ばれる場合も多い。英語圏では2ストロークの排気デバイスは、パワーバルブシステム(power valve system)とも呼ばれる。 排気ガスは音速を超えて熱と圧力をエンジン外へ排出し、エンジンにおける損失の一部となる。排気デバイスは特に音速を超える排気ガスの運動エネルギーを利用している。主に、排気経路の途中に設けられたバルブを開閉する事などによって、複数ある排気管を切り替えたり、集合管の場合には集合方式を切り替えたりする事で排気効率や充填効率の向上を図る。 2ストロークエンジンにおいては、主に排気経路途中に設けられた副室へ排気を導き、メインのエキゾーストチャンバーの効果を補助するサブチャンバー式と、排気ポート部に可動式のシャッターを配置してポートプロフィールそのものを変化させる可変排気ポート式の二種類に大別出来る。サブチャンバー式はホンダのATAC、スズキのSAECが代表的な存在であり、可変排気ポート式はヤマハのYPVS、ホンダのHPP、RCバルブ、スズキのAETC等が存在する。サブチャンバー方式の亜種として、排気管の間に開閉式の通路を設けたカワサキのKVSS、可変排気ポート式の亜種として、回転数に応じて排気ポート数が増えるカワサキのKIPSといった方式も存在する。 4ストロークエンジン用としてはヤマハのEXUPが代表的で、同様のコンセプトで作られた物にSuzuki Exhaust Tuning(SET)、Honda Variable Intake-Exhaust(H-VIX)がある。.

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排気ガス

自動車の排気ガス 排気ガス(はいきガス、exhaust gas)は、ガソリン・軽油などの燃料がエンジンで燃焼したり、さまざまな化学反応を起こしたりしたことで生ずる気体で、大気中に放出されるものを指す。 自動車用語では排気 (exhaust)、または排ガス・排出ガス(共にexhaust gas)とも言う。日本工業規格 (JIS D0108) では、ブローバイガスや燃料蒸発ガスなどエンジンの燃焼に伴うもの以外を併せて、排出ガス (emission gas) と総称して区別している。.

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排気再循環

排気再循環(はいきさいじゅんかん、英語:Exhaust Gas Recirculation)とは、自動車用の小型内燃機関において燃焼後の排気ガスの一部を取り入れ、再度吸気させる技術(手法あるいは方法)である。主として排気ガス中の窒素酸化物(NOx)低減や部分負荷時の燃費向上を目的としている。英語表記の頭文字をとってEGRと通称される。.

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排気量

排気量 (はいきりょう)とは、内燃機関の燃焼行程に関わる容積の大きさを示す数値で、エンジンの性能指標のひとつである。単位は立方センチメートル(cm³)であるが、慣習的にリットルを用いたり、日本国外では立方インチを使用するケースもある。 一般には排気量が大きくなるにしたがって、単位時間あたりの燃焼する燃料が多くなるため、エンジンのトルクおよび出力は増加する傾向にある。反対に燃費は悪化する傾向があるが、機械損失(主に摩擦)やパワーバンド、エンジン設計の関係上、小排気量エンジンが必ずしも低燃費であるわけではない。 エンジンのシリンダー内でピストンが上下する範囲の体積を行程容積といい、この値とシリンダー(気筒)数との積が総排気量となる。内径(ボア)をd(mm)、行程(ストローク→ピストンが動く距離)をS(mm)、気筒数をNとした場合、エンジンの総排気量Dは次式で表される。 例:ホンダ・CB1300スーパーフォア (SC54)、内径78.0mm、行程67.2mm、4気筒、の場合(πを3.14として計算) もしくは D.

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気圧

気圧(きあつ、)とは、気体の圧力のことである。単に「気圧」という場合は、大気圧(たいきあつ、、大気の圧力)のことを指す場合が多い。 気圧は計量単位でもある。日本の計量法では、圧力の法定の単位として定められている(後述)。.

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気温

気温(きおん)とは、大気の温度のこと。気象を構成する要素の1つ。通常は地上の大気の温度のことを指す。.

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混合気

混合気(こんごうき)とは、ガス燃料(気体)もしくは霧状の液体燃料が混ざり合った状態の空気を示す。主に自動車エンジンなどの内燃機関を論じる場合に多用される用語である。 なお、予混合圧縮自然着火燃焼方式を除いた通常のディーゼルエンジンでは、圧縮行程の終盤以降に燃料の噴射が開始されるため、吸気から圧縮までを空気のみで行い、混合気の生成や気化器を必要としない。.

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温度

温度(おんど、temperature)とは、温冷の度合いを表す指標である。二つの物体の温度の高低は熱的な接触により熱が移動する方向によって定義される。すなわち温度とは熱が自然に移動していく方向を示す指標であるといえる。標準的には、接触により熱が流出する側の温度が高く、熱が流入する側の温度が低いように定められる。接触させても熱の移動が起こらない場合は二つの物体の温度が等しい。 統計力学によれば、温度とは物質を構成する分子がもつエネルギーの統計値である。熱力学温度の零点(0ケルビン)は絶対零度と呼ばれ、分子の運動が静止する状態に相当する。ただし絶対零度は極限的な状態であり、有限の操作で物質が絶対零度となることはない。また、量子的な不確定性からも分子運動が止まることはない。 温度はそれを構成する粒子の運動であるから、化学反応に直結し、それを元にするあらゆる現象における強い影響力を持つ。生物にはそれぞれ至適温度があり、ごく狭い範囲の温度の元でしか生存できない。なお、日常では単に温度といった場合、往々にして気温のことを指す場合がある。.

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慣性

慣性(かんせい、英語:inertia)とは、ある物体が外力を受けないとき、その物体の運動状態は慣性系に対して変わらないという性質を表す。惰性ともいう。 静止している物体に力が働かないとき、その物体は慣性系に対し静止を続ける。運動する物体に力が働かないとき、その物体は慣性系に対し運動状態を変えず、等速直線運動を続ける。これは慣性の法則(運動の第1法則)として知られている。 力が働いているときではニュートンの運動方程式より 慣性が大きければ、同じ力 \vec を加えても加速度 \vec は小さくなる。これは質量 \boldsymbol が大きいということである。この質量 \boldsymbol は、各物体の慣性の大小を表す量であり、慣性質量と呼ばれる。 物体の回転を考えるときにも、回転のしやすさの大小(慣性モーメント)として、広い意味での慣性を定義することが出来る。 アイザック・ニュートンは慣性を定式化することにより、鳥が何故、地球の表面から取り残されないのか、地球が何故止まらないで動き続けているのか、という地動説の疑問に答え、地動説の正しさを証明させた。.

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