ｸﾙﾏの燃料と言うと､ｶﾞｿﾘﾝ､軽油(ﾃﾞｨｰｾﾞﾙｴﾝｼﾞﾝ)､電気(ﾊｲﾌﾞﾘｯﾄﾞや電気自動車)等ですねぇ～
特にｶﾞｿﾘﾝの場合､このｶﾞｿﾘﾝに空気を混ぜたものを混合気と言います
この混合気中の酸素と燃料が､過不足なく反応する時の空燃比を理論空燃比と言います
例えば､ｴﾀﾉｰﾙを含有しないｶﾞｿﾘﾝ1gの燃焼には空気14.7gが必要であり､ｶﾞｿﾘﾝにおける理論空燃比は14.7となる訳です
理論空燃比よりも濃い混合気の状態を混合気が｢ﾘｯﾁ｣であるといい､薄い状態を｢ﾘｰﾝ｣であると言います
理論空燃比のことをｽﾄｲｷｵﾒﾄﾘｰ(通称:ｽﾄｲｷ)とも言います
(ﾏﾂﾀﾞのｽｶｲｱｸﾃｨﾌﾞﾃｸﾉﾛｼﾞｰはこの理想空燃比を究極に突き詰めたｴﾝｼﾞﾝです
)
[乗用車用ｶﾞｿﾘﾝｴﾝｼﾞﾝの実際の空燃比について]
ｶﾞｿﾘﾝｴﾝｼﾞﾝでは排気ｶﾞｽ浄化のために三元触媒が使われております
これが有効に機能するためにはｽﾄｲｷ近傍で燃焼させることが必要ですが､ｴﾝｼﾞﾝは常にｽﾄｲｷで燃焼しているわけではなく､燃費に有利で有害排出物質が少なくなるﾘｰﾝ傾向の経済空燃比と､出力を稼ぎやすく発進時や加速時に使われるﾘｯﾁ(過濃)傾向の出力空燃比を使い分けて走行させています
負荷の状況によって空燃比は使い分けられており､常にその値は変化しています
さらに､高回転化したｴﾝｼﾞﾝでは､熱負荷の軽減(冷却)のためﾘｯﾁ傾向で運転されることが多くなります
(急加速､減速を繰り返す走行や最高速走行では燃費は極端に悪化するのは､ﾘｯﾁ方向で燃料を噴いているためですねぇ～
)
ｽﾄｲｷのまま回転数を上昇させると､たとえ点火時期を早めても排気ﾊﾞﾙﾌﾞの開弁後かなりの時間にわたり燃焼が終了せず､ｱﾌﾀｰﾌｧｲｱｰを発生させます
(因みにｲﾝﾃｰｸ側に燃焼排気するのをﾊﾞｯｸﾌｧｲｱｰと言い､ｴｷｿﾞｰｽﾄに燃焼排気するのをｱﾌﾀｰﾌｧｲｱｰと言います
しかし私は解説で解りやすく説明するために､総称してﾊﾞｯｸﾌｧｲｱｰと呼んでいる場合があります
)
高出力時には発生する熱量そのものも膨大となり､ｼﾘﾝﾀﾞｰやｼﾘﾝﾀﾞｰﾍｯﾄﾞ内壁面､ﾊﾞﾙﾌﾞｼｰﾄその他からの放熱だけでは間に合わなくなるために､結果として主に排気ﾊﾞﾙﾌﾞやﾋﾟｽﾄﾝの溶損等を生じる場合があります
(高出力時に､排気ｶﾞｽ温度が高いために三元触媒が過熱し､溶損する可能性があるので､高速走行後は一定の時間をｱｲﾄﾞﾘﾝｸﾞさせて触媒等の排気を冷却させましょう
)
これを防ぐため､空燃比をかなりﾘｯﾁ傾向の設定をします｡これにより燃焼速度が高くなり､ｱﾌﾀｰﾌｧｲｱｰが緩和されます
また､燃焼しきれないｶﾞｿﾘﾝの気化潜熱(蒸発熱)により､ﾊﾞﾙﾌﾞ周りやｼﾘﾝﾀﾞｰ内が冷却される(排気と共に排熱される)
しかし､この状態での運転は､燃費が悪化するのはもとより､三元触媒が働かないなどの弊害もあるのです
このため高速連続運転の比率の高い欧州車等の一部の乗用車では燃費改善のため､金属ﾅﾄﾘｳﾑ封入排気ﾊﾞﾙﾌﾞの採用(ﾊﾞﾙﾌﾞ溶損の防止)しています
(日本では日産GT-Rが採用)
ｼﾘﾝﾀﾞｰ壁面材料を高い熱伝導率を持つｱﾙﾐ等へ変更(ｼﾘﾝﾀﾞ壁面放熱性の向上)等を行い､ｶﾞｿﾘﾝ過剰を少しでも改善させる方策が採られているが､技術上の問題やｺｽﾄの観点から､多くの乗用車に普及するまでには至っていません
さらに､冷間始動時にも理論空燃比が使われることはありません
冷間時には､混合気中の気化が促進されず､燃料が吸気ﾎﾟｰﾄ壁面や吸気ﾊﾞﾙﾌﾞに付着してしまい､結果として燃焼するのに十分な燃料が燃焼室まで達しないためでもあります
この付着分を考慮したﾘｯﾁな混合比の設定を行います
ｴﾝｼﾞﾝ始動後､冷却水温の温度上昇に応じて､この冷間始動時の燃料増量が減少するように制御されています
このように､空燃比とはｴﾝｼﾞﾝの出力向上と燃費､ｴﾝｼﾞﾝ内部の冷却など大切な要素なのですねぇ～
改めてｴﾝｼﾞﾝ制御の凄さに驚くさーぱぱなのですねぇ～
Posted at 2015/06/17 03:47:46 | |
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