免責事項: この記事にはエンジニアリングに関する話が含まれています
あなたの車のエンジンは今、その仕事においてひどい状態にあります。
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モーターが行うべきことは 1 つだけです。それは、ガソリンを燃焼させて機械エネルギーに変換することです。 実行中はこれを 1 秒間に数回行いますが、その動作は非常に悪いです。 ガスが燃えると熱が発生します。 この熱は、急速な爆発という形で、車の車輪に動力を供給します (いくつかの部品とステップが間にあります)。 したがって、エンジンはその熱 (爆発) をできるだけ多く捕捉する必要があります。 しかし、車のエンジンが発生する熱のわずか 20 ～ 30% しか捕らえられない可能性があります。 長時間学校に通った場合のこの数値は「熱効率」と呼ばれ、1975 年には アメリカ陸軍 は、「断熱エンジン」を使用して最大 48% の熱効率を達成したトラックをテストしました。 このクレイジーなサウンドのエンジンは、効率も向上させながら、さらなる馬力を約束します。 では、このエンジンはどこから来たのでしょうか、そしてなぜ今日それを使用していないのでしょうか?
断熱の概念は自動車工学と同じくらい古くからあり (ところで、「エイド・イー・ア・バッド・イク」と発音します)、単に熱が出入りできないシステムを意味します。 熱が内部に閉じ込められると断熱になります。 では、一般的なエンジン ベイの約 3 分の 1 がラジエーターと冷却液の流れを通して熱を除去することに専念しているのに、なぜエンジン内に熱を閉じ込めようとするのでしょうか? 理論的には、ガソリンを気化させるために熱が必要です。 ご存知かもしれませんが、液体ガソリンは実際にはそれほどよく燃えません。実際に燃えるのはガスのプールの上にある蒸気です。
したがって、あなたが 本当に 欲しいのはガソリン蒸気です。 たまたま、液体ガスの方が輸送、保管、汲み上げ、車での使用が簡単であるだけです。 現時点では、インジェクターを使用して液体ガスを非常に細かいスプレーで燃焼室に噴射します。理論的には、スプレーが細かいほど蒸発が速くなります。 液体を蒸発させるもう 1 つの優れた方法は、温度を上げることです。 したがって、熱が閉じ込められたシステムは、燃料蒸気の生成と燃焼においてはるかに優れています。 エンジン内部に熱がこもるという問題は、エンジンを掛けたことがある人には明らかでしょう。 冷却液の量 – 最新のエンジンは約 250 度を超えると（急激に）機能を停止する傾向があります 華氏。
断熱エンジンの支持者は、熱効率が 50% に近づき、燃料効率が 50mpg を超える可能性があると主張しています。
エンジン爆発のリスクを上回るのは、熱効率の向上、ガロンあたりの走行マイル数の大幅な向上、馬力の健全な増加など、潜在的な見返りです。 これが奇跡の薬のように聞こえるかもしれませんが、それを説明します。 それにもかかわらず、断熱エンジンの支持者は、熱効率が 50% 以上に近づく可能性があると主張しています。 燃料効率は 50mpg を超えることもあり、1980 年代の小さな 4 気筒は 250 馬力を発生します。これらすべてを同時に実現します。 時間。
自動車の断熱エンジンのアイデアは少なくとも 1950 年代から存在しており、ヘンリー “スモーキー” ユニックとラルフ ジョンソンという 2 人のホットロッダーによって最も声高に推進されてきました。 なぜなら、この技術は燃料効率を高め、馬力を高めると主張しているが、そのすべてはエンジンとは逆のことをしているからだ。 設計者は（熱の除去に）何十年も費やしてきましたが、断熱エンジンは常に信じられないほど素晴らしく見えました。 現実と思うにはあまりに良すぎる。
BSと呼ばれる車とドライバー 昔のスモーキーとラルフが自分の目で見るためにフロリダに行ったときのこと、 ホットロッダー 2人のバックヤードメカニックをバックアップしました。 そしてそれは何十年も続き、この技術が自動車産業に革命を起こす可能性があると信じる人もいれば、それをスネークオイルと呼ぶ人もいた。 このシステムに厳密で科学的なテストを行おうとする人は誰もいなかったようです。 米軍が介入するまでは誰もいなかった。
1975 年、アメリカ陸軍の戦車自動車司令部はカミンズと提携して、断熱技術を評価するための試験車両を設計しました。 奇妙なことに、これらのエンジンを調査する主なきっかけは、効率やパワー、ガロンあたりのマイル数ではありませんでした。 どうやら、陸軍車両の故障の 60% は冷却システムの問題が原因だったそうです。 冷却システムを排除して故障を排除するか、そのように考えました。
この理論を検証するために、陸軍少年たちは 5 トンの貨物運搬車に特殊なエンジンを改造し、さらに 338 ポンドの冷却部品を廃棄しました。 カミンズのエンジニアは、ヘッド、ピストン、 バルブ、シリンダーライナー、排気ポート - 2,000度を超える温度に耐えられるように設計されています 華氏。 ユニット全体は厚い断熱材と配管で包まれており、エンジンベイ内の燃料経路に熱を送りました。
陸軍チームはトラックを 10,000 マイルテストし、従来の陸軍トラックと比較して燃費が 38% 向上したことを記録しました。 とはいえ、従来のトラックの燃費は約 6 MPG なので、38% 増加しても 8.28 MPG 程度に過ぎません。 彼らはまた、48% の熱効率を記録し、「断熱エンジンは世界で最も燃料効率の高いエンジンである」と宣言しました。 それは高評価です。 どうしたの？
何もない。 何も起こらなかった。 このテクノロジーに対する壮大な陰謀はありませんでした。 石油会社は攻撃部隊を派遣したり、偽情報キャンペーンを作成したりしませんでした。 むしろ、技術が常に失敗するのと同じ理由、つまり経路依存性により、この技術は普及しませんでした。 自動車製造、サービス、第二次産業を断熱技術に切り替えるには、従来のコンポーネントからさらなる効率を追求するよりもはるかに大変な努力が必要になります。 業界全体をセラミック部品に切り替えることは、現実的でもなく、経済的にも合理的でもなく、顧客主導であるとも見なされず、廃止されました。 1980 年代に業界が行き詰まりを感じていたとしても、今日ではさらにその傾向が顕著になっています。
実際、断熱によって可能になった熱効率の数値は、最新の開発を行った従来のエンジンでも見られるようになりました。 2014 年にトヨタは効率 38% のテストエンジンを開発したと高らかに宣言し、最近では自動車技術会が 試作エンジンを製作 熱効率は50%に近づきます。 今ではファミリーカーでも250馬力以上の4気筒エンジンを見かけることが多くなりました。 従来の技術は断熱支持者の主張に追いついており、実験や博物館以外でこの奇妙で美しいエンジンを目にすることは当分ないだろう。 このテクノロジーを開始前に台無しにしたのは、単純に業界の勢いと研究開発部門による優先順位の決定でした。 あまりセクシーな話ではないかもしれませんが、だからといって真実味が薄れるわけではありません。
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