今日はガソリンのエネルギー量からエンジンの効率を求めてみますの話。
⇒へんな言い方(/ω＼) 初計算です妄想してみました。
自動車ユーザであれば必須な燃料としてのガソリン。
エンジンを動かす為にはとても重要な物。
ボクの日々の通勤燃費は大体8km/Lくらい。
レヴォーグのタンク容量は60L、
ですから480kmくらい走行できるエネルギーです。
平均車速30km/hとすると
この状態で16時間走り続けることが可能ですね(^^)
ではその
60Lものガソリンが本来持つエネルギーがどれくらで、
どれくらい生かされているのかの関係が効率になりますので
まず
一体どれくらいのエネルギーを持つのかを計算してみました。
ガソリンの比重 0.74g/cm3
1L当たりの重さは、１Lは1000cm3だから740g/L
レヴォーグに最大入れられる
ガソリンの重さは、
燃料タンク容量60Lなので、
740×60=44400g=
44.4kg
水60L=60kgですからｘ0.74で44.4kgは合っていますね(^^)
普段こんなにも重いものを運んでいるんですよね(>_<)
改めて認識しました。
次に、
燃焼による放出エネルギーを計算してみます。
ガソリン1gの燃焼で、50kJ発生とのことより（wikiより）、
44.4ｘ1000ｘ50＝2220000kJ＝2220MJ＝
2.22GJ
wikiのエネルギーの比較を見ると近い値は、
マグニチュード３の地震エネルギーくらいになります( ﾟДﾟ)
イメージがわきません(/ω＼)
別の表現でいうと、
TNT火薬1トンの爆発のエネルギーの半分くらいの値ですから
なんか大変そうな値なのは感じていただけますでしょうか？
この
2.22GJという値を別の表現をしてみます。
wikiより、
10馬力・1時間のエネルギーは26.8MJより、
300馬力・1時間のエネルギーはx30ですから804MJになります。
先ほどの
2.22GJのエネルギーで300馬力を何時間発生することが可能か算出してみると
2.22GJ/804MJ=
2.76
と言うことで
レヴォーグに入る燃料60Lは、
300馬力を2.76時間も発生し続けたのに
相当するエネルギーになります。
では
実際の条件を模擬した計算で300馬力を連続で発生し続ける事が出来る時間を算出してみます。
条件は以下、
-----------------------------
排気量=2000cc(cm3)
4気筒4サイクルエンジン
タンク容量=60L
過給圧＝150kPa(ゲージ圧)
空気密度=0.001293g/cm3(標準状態0℃,1気圧)
過給による昇温=+60℃（仮）
ｲﾝﾀｰｸｰﾗの冷却＝-30℃(仮)
ｴﾝｼﾞﾝﾎﾟﾝﾌﾟ効率=85％（仮）
A/F=14.7
筒内冷却用燃料増量=+5%（仮）
EGR率＝0%(仮)
-----------------------------
長くなるので途中計算表示省略させてもらいますが、
・過給,ICによる温度変化での空気密度の変化、
・過給による空気密度の変化
・エンジンのポンプ効率
・空気重量流量を算出
・A/Fから燃料重量流量を算出
・燃料冷却補正
を計算し
燃料体積流量＝80.3L/h を導出。
タンク60Lなので
(60/80.3)x60=
約45分
と言うことで、実際の状態を模擬した計算では45分と言うことで
前述の2.76時間（165.6分）から考えると
45/165.5ｘ100＝
27.2％
300馬力を5600rpmで発生し続けた時の
エンジン全体系の効率は27.2％になりました。
さて計算，考え方は合っているのでしょうか？？(*´▽｀*)
もしかしたらこんなアプローチでなくとももっと簡単に出来るのかもしれませんが判りませんので自前で(#^^#)
あとついでに、
燃料量タンク内にはポンプがありますがこのポンプの能力も考えてみると
5600rpm時が最大燃料消費とするとそのまま
80.3L/h以上を保証できる能力が必要と言うことになります。
⇒ 事後でサービスマニュアルを見てみたら153L/h以上＠343kPaでしたので最大必要流量の見積もりが間違っているのか環境による補正の項目等何か足りない項目がありそうですね。
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毎回のことなのですが、
PCの前に座り、今日は何のネタをやろうか考えます。
今回の様に初トライの計算もできるのか判らないけれど一度やって見たいと言うことでブログを書きながら考えながらやっているわけで
言葉がおかしかったり前後のつながりが悪く意味不明なところもあるかもしれませんが、軽く流してくれている皆さんに感謝です(#^^#)
今日のスバル君
エネルギー源はドライフード。
毎日同じものを食べたってちっとも飽きない。
毎日とても美味しそうにガツガツいただいています。
食べ応えのある大粒が大好きだけれど
すぐに飲み込んじゃうので、
よく噛んで食べないといかんよと頭を撫でながら言うと
カリッコリッと噛んで食べてます(*´▽｀*)
ダイエット中のため一回の量は少しだけ減らしてます
もしかしたら美味しすぎるから食べちゃうのかも( ﾟДﾟ)
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Posted at
2017/02/25 23:56:48
