【おくるま学ぼう】　その10　エンジン 排気装置

今日は学びの中で物理学者のリチャードファインマンさんを
彷彿とさせる箇所がありました。

なので、ファインマンさんのお写真。

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おくるま学ぼうシリーズは、
本を読んだ（インプットした）内容を
いろいろ妄想しながら
なんらかの形でアウトプットして

-理解を深めて
-記憶の定着率を上げよう

という学習メモです。
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＜自動車の基本とエンジン＞
3.　エンジン部品排気装置のしくみ

1) エキゾーストマニホールド（exhaust manifold）　：インマニの逆。エンジンからの排ガスを１本にまとめて、パイプに送る
2) EGR装置（Exhaust Gas Reciclation）：排ガスの一部を回収し、吸気ポートに戻す、「排気ガス再循環」装置
3) エキゾーストパイプ（exhaust pipe） ：管、パイプ
4) 触媒(catalyst)コンバーター(catalytic converter)：汚染物質を無毒化する浄化装置、湿原みたいなもの。
5) プリマフラー：消音機１
6) 排気ダクト（exhaust duct）：パイプ、管
7) マフラー（muffler）：消音機２

ふむふむ。

だいたいの流れ理解。

では、詳細を見ていきましょう。
1) エキマニ
ガスケットを介してエンジンから排ガスを受け取る。

ガスケット：「止まって」気密性を確保する部品　O-ringみたいなもの。
思い出した、スペースシャトル事故。ファインマンさんが原因究明してた。
キーになるパーツ。
ファインマンさんの本は

「物理わかんなくても物理すきになる」

cf.パッキン：「動いて擦れる」ところで使われる部品



☆ポイント☆
＞耐熱性と耐錆性が大事。
排ガスは一番熱いので、熱いのを最初に受け取るから。
熱いとさびやすいから。

＞形状が大事。
効率よく排気ガスをどっかやらないといけないので、等張管というコンセプトが大事。
（となると、各シリンダからの管を同じ長さにするためには、、、なかなか大変）

とのことなんですが！
こういう記載も発見。
「高回転エンジンでは集合形式を4→1にしたうえで、排気パイプを太めにして、排気効率アップ。高回転が可能。
対して中低速でのトルクを重視したい場合には、4→2→1にしてパイプ細めの排気干渉を意図的に起こし、
シリンダから抜けにくくして、トルクフルなエンジンにすることが可能。」

＞排気干渉
排気ガスの圧力がシリンダ毎に順番にくるが、
一個のシリンダが排気してるときに（圧力が上がる）他の管にいっちゃったりする。

あ、、、水道の水圧とか、河川の逆流とか、そういうのと似てるね。
水道管の長さや太さ、河川の太さを変えて対応してたはず。


で、ここで疑問。
4→2→1にしてパイプ細めの排気干渉を意図的に起こし、中低速トルクフルにする

なぜか。

今の時点でまだわからない。

宿題＞自分自身


2) EGR装置
目的：①燃費向上、②NOx低減

EGRのしくみ
排気ガス→燃焼室へ→酸素濃度低くなる→燃焼温度低下→高温だとNOxが生成されやすいが低下すれば生成されづらい

理解

そして疑問
下げたいのは燃焼室内の酸素量なのか、酸素濃度なのか
そもそも酸素量を下げたいなら、スロットル開けなきゃいい。あけづらいように設定すればよいのでは？→解決
もしくは、空気の圧縮率を下げるとか。それじゃだめなのかしら？
酸素濃度なら、、大気中の酸素濃度は一定なので、この方法がいいよね。

①燃費向上について　主にガソリンエンジン
エンジンに近いところに設置。
目的：ポンピングロスならびに冷却ロスの低減
ポンピングロス：スロットルは少ししか開けないときでも、シリンダーの吸圧は一定なので、
本来必要な空気量（酸素量）より多くを送ってしまう。が、この本来必要な空気のみをスロットルで調整して送り、シリンダー吸圧との差分を不活性ガスを送り出す。

つまり、ポンピングロスとは、スロットルバルブがあるから起こる現象。


②NOx低減　主にディーゼルエンジン
ディーゼルエンジンにはスロットルバルブない→吸圧排圧差がない→ポンピングロス起こりづらい

が、過給機ある→燃焼済ガス高温→冷却必要→EGRクーラー必要

EGR設置→酸素小→NOx低減　煤増量（！）
なし→→NOxいっぱい　煤少ない


内部EGR 　可変バルブタイミング機構利用　→事実上いろんな装置やコントローラーつけないくていい。安くてシンプル。が、細やかな処理は苦手

外部EGR ガスを取り出して、別途パイプで再導入する。冷却や流量コントロールが可能だが、
追加で長いパイプ作ったり、レスポンスが微妙になったり（長いから）、多分別途装置つけないと出し、高いし。

それぞれプロコンあり。


今日はここまで！

明日は触媒！

今からバーレーンテスト２日目見ます