≡≡　面白いエンジンの話−１２　≡≡

1 ：名無しさん＠３周年：2013/02/19(火) 18:09:26.77 ID:vnejg11v.net

ここは、

内・外燃機関、風・水車、波浪フロート、船の帆、空・水・油圧モーター、電気・静電モーター、などなど、
「タイトル名」はエンジンとなっておりますが、＜ 原動機全般 ＞に関し、情報交換を行うスレッドです。

前スレ
≡≡　面白いエンジンの話−１１　≡≡
http://ikura.2ch.net/test/read.cgi/kikai/1330605175/

701 ：名無しさん＠３周年：2014/02/27(木) 22:16:13.01 ID:mBxcgZb4.net

>>698
>摩擦熱と吸気抵抗
吸気抵抗は摩擦熱じゃないですよ。超厳密に言えば、空気分子の摩擦が熱に変換されるエネ
ルギーもゼロではありませんが、無視していいレベルです。

>損失が発生する以上、最終的に熱になるのは自然でしょう。
自然じゃないなぁ
例えば注射器の内筒を引く場合で、細い針を付けた時と太い針を付けた時。どちらの吸気
抵抗やポンプロスが大きいですか？（答え：細い針）

ねこさんの理論だと吸気抵抗が大きくなるほど熱くなるって話になる。変ですよね？

>吸気バルブの早閉じと遅閉じ
一般的に同じミラーエンジンで吸気量を揃えた場合、遅閉じの方がロスは少ないです。

ねこさん理論の「バルブがデジタル的に開閉すると仮定すれば」早閉じの方がロスは少ない
ですけど、現実問題デジタル的には開閉できませんから。

>しかし、回転が上昇するにつれ、早閉じでは吸気効率が落ちてしまうことが問題です。
なぜ早閉じでは吸気効率が落ちるのでしょう？

というか、これがわかってるなら「過給の改善効果については、同一排気量の比較なら同じ」
という答えが出るわけないんだが…。わからん。

>>699
燃焼室に至る前の損失も大きいから。

702 ：生米：2014/02/28(金) 20:48:15.26 ID:S09bE0jD.net

燃焼室に至る前の損失は殆どのガソリンエンジンで大差無い
故に除外

703 ：にゃんこ：2014/02/28(金) 22:03:35.19 ID:cEcfG9/b.net

>>701
注射針を通る空気は加熱されていると思いますよ。
大して上がらないから気がつかないだけでしょう。
小学校のころ、田んぼの用水の取水口のところに「ぬるめ」というものがあると
教えられました。取水口をジグザグにすることで用水の温度が上がるそうです。
吸気抵抗が摩擦熱じゃないとすると、どんな理由で吸気抵抗が起きるのだろうか。

バルブがデジタル的に開閉すると仮定した場合は、早閉じ、遅閉じとも、ポンピングロスは
両者ゼロです。
実際にはバルブは徐々に開き、開き始めの吸気抵抗は大きいし、全開してもやはり
吸気抵抗があります。そのせいで、早閉じと遅閉じで吸気抵抗が変わってくるわけです。
遅閉じの方が空気がバルブの間隙を往復する分通過距離が長くなるからです。

早閉じで高回転時に吸気量が落ちるのは、バルブ部分の吸気抵抗のせいです。
（早閉じでなく、下死点閉じでも同じ話です）。高回転だとバルブが開いている時間が
短くなるから、吸気抵抗があると、それに妨げられて空気が十分に入らない。
遅閉じの場合でも、高回転時の上死点から下死点までの吸気量は減少しますが、
下死点からＩＶＣまで上昇したときの空気の逆流も同じく減るので、差し引きすると
吸気効率が低下しにくくなるわけです。

「過給の改善効果については、同一排気量の比較なら同じ」ではなくて、同一排気量
であれば過給もＮＡもフリクションロスは同じと言っています。
（ボアストロークが同じ、ピストンリングもベアリングも同じと仮定してですよ。
実際には過給のほうがいろいろ強化されているとか、オイルが違うとか、まぁそういう話は
別としてください）

704 ：にゃんこ：2014/02/28(金) 22:29:06.26 ID:cEcfG9/b.net

>>703　じぶん
＞バルブがデジタル的に開閉すると仮定した場合は、早閉じ、遅閉じとも、ポンピングロスは
＞両者ゼロです。

言葉が足りませんでしたが、「吸気抵抗に起因するポンピングロスはゼロ」ということです。

早閉じ、遅閉じ、スロットルなどで吸気量を制限した場合、別の要因で必ずポンピングロスは
発生すると思います。が、これは別の話です。

705 ：名無しさん＠３周年：2014/02/28(金) 23:47:14.59 ID:+Gx7bx99.net

>>702
バルブトロニックを筆頭にした自然吸気＋VVL勢が低減したポンプロスってのは
主にスロットルバルブから吸気バルブまでの吸気管負圧だと思ったが？

ミラーサイクルとターボもセットすると上記＋通気抵抗・シリンダー内ポンプロスが
低減されたはず

706 ：名無しさん＠３周年：2014/03/01(土) 11:09:54.75 ID:qkHS5HrQ.net

通気抵抗＝摩擦熱　流体の粘性により、運動エネルギー→減衰して速度低下　熱になる
でいい

粘性で速度低下　非可逆　絞り　利用例　スロットル　オリフィス

対極の現象だが、粘性＝0なら　圧力⇔速度　は可逆変換できる（はず　流体力学的にどうなのかは知らない）
利用例　ノズル　エジェクタ　ベンチュリ　ターボ　
なるべく可逆にちかい使い方をする（したい）のだが、完全可逆ではない

707 ：名無しさん＠３周年：2014/03/01(土) 15:50:10.59 ID:4ngZHr3N.net

ポンプロス

吸排気弁で、スロットルで、ターボで、吸排気管で、てな調子でやってもいいけど
面倒なので普通はやらない

気筒内圧を見れば一発だから
例えばここから探してください
http://www.geocities.jp/bequemereise/

ストットル全開ならポンプロスは≒0だが、エンブレは大して弱くならない
2/3とかぐらい

708 ：にゃんこ：2014/03/01(土) 23:05:59.12 ID:YmZNn7TU.net

>>705
ポンピングロスの本質は、吸気管負圧と言うよりも、>>707さんの言うような気筒内圧が
ポイントでしょう。
吸気行程で、ピストン上面に作用する負圧が、ピストンの降下を妨げることが
問題なのです。
（圧縮、燃焼、排気行程は今はとりあえず置いときます）。

バルブトロニックは、基本的にスロットルは使わず、吸気弁の開弁時間とリフト量で
吸気量を制限していたと思います。（違ったかな？）
だから吸気管には負圧は発生しない。
吸気行程で、最初のうちは吸気弁が開いているので、気筒内圧（＝ピストン上面圧力）は
ほぼ大気圧なので、ピストンは無抵抗で降下します。この部分ではポンピングロスはない。
しかし、途中で吸気弁が閉じるので、そこからはピストンの降下に伴い、負圧が生じるので
ピストン降下にブレーキをかけます。
つまり、バルブトロニックであっても、吸気量を制限する限りは、必ずポンピングロスが
生じます。
全開にした場合、つまり、吸気弁が上死点から下死点まで開きっぱなしの場合に限り
ポンピングロスがゼロになります。（ディーゼルと同じ）。

スロットル、バルブトロニック、電磁弁、全てそうなのですが、全開しない限りは必ず
ポンピングロスはあります。
しかし、バルブトロニックや電磁弁式はスロットル式に比べてポンピングロスが少なく
なります。その理由が、前に説明したように、スロットルの狭い間隙を空気が抵抗に
逆らいながら流れることで生じる発熱によるロスがないからだ、と僕は考えています。

709 ：名無しさん＠３周年：2014/03/01(土) 23:16:22.44 ID:u6JYohxS.net

例え4バルブを全開にしてもポンピングロスがゼロになることはあり得ないよ。
シリンダヘッドそのものを取っ払ってしまえばかなり改善されるが
空気が移動する時点でゼロにはならない。

710 ：にゃんこ：2014/03/01(土) 23:24:33.35 ID:YmZNn7TU.net

>>708　じぶん
そもそもポンピングロスとは何か？　というそれ以前な話が分かったり分からなかったり
するわけですが、ここで教えを請うた限りでは、要するに「吸気から排気に至るまでの
抵抗」ってことらしいです。

ピストン降下時の負圧、ピストン上昇時の正圧は抵抗になりますよね。

ところで、エンジンには、吸入・圧縮・燃焼・排気の４行程があります。
話を簡単にするために点火はしないことにします。
このうち、圧縮と燃焼行程は吸排気弁が閉じているから、一種の空気バネのように
なります。圧縮行程で生じる正圧がピストン上昇を妨げる代わりに、燃焼行程では
正圧がピストンを降下させ、元の位置にまで戻します。つまり、圧縮と燃焼の行程は
ペアで考えるとポンピングロスがない。
排気行程は、排気弁が開き、そのまま大気に放出されるのだから、ピストンは無抵抗で
上昇する。ポンピングロスはない。（マフラーの抵抗とか、ターボはナシってことにして）
残るは、吸気行程だけ考えれば良い。この行程で、ピストン上面にどんな圧力が作用する
のか、ってことになるわけです。

なお、ここでは「点火はしない」という条件にしましたが、点火した場合は、上記に加えて
燃焼圧力がピストンにかかると考えれば良いと思います。
あとターボエンジンの場合は、話がややこしくなります。