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ガソリンエンジンとディーゼルエンジンの違いとは?

同じエンジンでもガソリンエンジンとディーゼルエンジンの違いとは?

ガソリンエンジン
ガソリンエンジンとディーゼルエンジンの違いとはどのような
点があげられるのか?
ガソリンエンジンとディーゼルエンジンの長所から短所まで
気になるところを調べてみました。



ガソリンエンジンとディーゼルエンジンの違い

ガソリンエンジンとディーゼルエンジンでは、
基本構造にほとんど違いがないです。
ですが、補機部分はかなり違いがあります。

ガソリンエンジンは
 スパークプラグ(ガソリンに直接火花を飛ばしている)を使って
 火種を起こして混合気を燃焼させる方式なので、自然発火しにくいガソリンを使います。
 (ガソリンエンジンの燃料はガソリン)

ディーゼルエンジンは自然発火によって燃焼させるため、着火の低い軽油を使います。
 (ディーゼルエンジンの燃料は軽油)

エンジンの特性としては
 ディーゼルエンジンは大きなトルクを発揮しやすい特徴。
 ガソリンエンジンは出力を発揮しやすいという特徴。

ガソリンに火をつけたマッチを近づけると、炎を上げて燃え始めますが、
軽油はマッチの炎を近づけてもガソリンのように燃えません。
炎ではなく熱を加えたときの自然発火(着火)は、軽油のほうが発生しやすい性質があります。
ガソリンは引火しやすく、軽油は着火しやすい。

ガソリンエンジンには点火系(マッチの火のような役目)という機構が付いています。
ディーゼルエンジンは、高温にして自然発火しやすいように圧縮比が高い構造になっています。


ガソリンエンジンについて

ガソリンエンジン (Gasoline engine, Petrol engine)は、ガソリン機関ともいい、
燃料(ガソリン)と空気の混合気をシリンダ中に吸入し、この混合気をピストンで圧縮したあと点火、
燃焼・膨張させて(予混合燃焼)ピストンを往復運動させる内燃機関です。

ガソリンエンジンは、ピストンを下げるときに、燃焼室内に混合気(ガソリンと空気)を吸入します。
次に下がったピストンは、上がりながら吸い込んだ混合気を圧縮します。
この状態のところでスパークプラグから火花を出して混合気に着火させるのです。
するとスパークプラグ周辺から徐々に燃え広がり、膨張しながらピストンを押し下げて動力へと
変換させるのです。
(コントロールされた“爆発”という感じです)

一つの火種で短時間に燃焼させなければいけないため、
ガソリンエンジンには排気量の大きさに限界があります。
ですから巨大な排気量は難しく、大型トラックには使われないのです。
しかし燃焼が徐々に広がることから静粛性の面では有利いえるそうです。

ガソリンエンジン 吸入 ガソリンエンジン 圧縮 ガソリンエンジン 熱焼・膨張 ガソリンエンジン 排気

ガソリンエンジンの長所と短所について

●長所●


  • 重量または容積当りの出力 (比出力) が大きい。
  • (これはおもに燃焼の際の爆発圧力が低いため,軽量にできることと,高速回転できることによる)
  • 運転が静粛で、回転力の変動も少ない。
  • 高速回転できる。
  • 排気ガス対策の有効な手法がある。
  • (触媒コンバーターや排気再循環などが有効に使える)
  • 製造コストが比較的低い。
  • (ディーゼルエンジンで必要な高圧燃料噴射ポンプが不要で、爆発圧力が低いため、
    構造が比較的簡単であることによる)

●短所●


  • ノッキングが発生するため、ディーゼルエンジンよりも圧縮比を低く
    おさえなければならない。
  • 出力調節が吸気の絞りによるため、絞りの損失が生ずることにより、熱効率が比較的低いことである。

ディーゼルエンジンについて

ディーゼルエンジンは「ディーゼル機関」また「ヂーゼル機関」などとも言い、
ドイツの技術者「ルドルフ・ディーゼル」が発明した内燃機関です。
ガソリンエンジンとの大きな違いとしては、「プラグ」(点火装置)が無いということです。
(※グロープラグという始動性を良くする為の「予備加熱装置」は付いています。)
「自己着火」をもとにした爆発でピストンを押し出す方式である為です。

ディーゼルエンジンはピストンが下がるときに空気のみを吸入し、次に上がりながらその空気を圧縮します。
そのときの圧縮比はガソリンエンジンの2倍以上で、温度は数百度に達した後に、燃焼室に軽油を噴射します。
すると軽油は一気に燃焼室の至る所で燃焼を起こし、膨張しながらピストンを押し下げていきます。
燃焼室の大きさに左右されることなく排気量を大きくできるので、大型トラックに適しています。
またガソリンのように順序良く燃焼を起こさないので、独特な“ガラガラガラ”という音が出るのです。

ディーゼルエンジン ディーゼルエンジン2 ディーゼルエンジン3

ディーゼルエンジンの長所と短所について

●長所●


  • 空気過剰率が大きいため、作動ガスの比熱比が高く図示熱効率が高い。
  • 部分負荷時の燃料消費率が低く、同じ仕事に対する二酸化炭素の排出量が少ない。
  • 端的には燃費が良くなる。これがヨーロッパでのディーゼルシフトの最大の要因であり、
  • 世界初となった燃費100km/3リットルの自動車の実用化もディーゼルエンジンなしでは困難であったと思われる。
  • 高回転運転には不適なため、同排気量あたりのガソリンエンジンと比較して表示上の最高出力は低い。
  • 実用トルクの発生回転数がガソリンエンジンに比べて低く、しかもフラットな特性であるため、低回転でも出力が得られる。
  • 実用回転域が下がることにより、機械的な損失が減り、燃費の向上にも寄与している。

●短所●


  • 燃料噴射システムに高精度・高耐久性が求められ、コスト高となる。
  • 吸気管負圧を得にくいため、自動車において、それを動力源とするブレーキブースターなどをガソリンエンジン車と共用する場合、別にバキュームポンプが必要となる。
  • 寒冷地では燃料中のパラフィンが析出してフィルターで目詰まりする場合がある。
  • エンジンが重くなるため重量出力比が悪く、軽量化を要求される航空機ではほとんど採用されていない。
  • 環境面への影響として、自己着火に必要な高温を高圧縮で作るため、振動や騒音が大きくなったり、小排気量エンジンの場合はエネルギー損失が多い。
  • 脈動が大きく、吸排気系の振動や騒音が大きい。
  • 燃焼室内が窒素過多であるため窒素酸化物が発生しやすく、拡散燃焼なので均一燃焼が難しく、黒煙や粒状物質 (PM) が発生しやすい。
  • 希薄燃焼域(軽負荷時は30:1から60:1)での運転では排気中の残留酸素が多く、酸化性雰囲気では三元触媒が使えない。
  • 従来の排ガス清浄化装置では、ガソリンエンジンより有害排出物が多いため、欧州メーカーのディーゼル車は日本や米国の排出ガス規制を満たしていないものがある。
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