内燃機関が冷えると効率が低下するのはなぜですか?

1. 摩擦の増加:エンジンが冷えているときは、ピストン、ピストン リング、シリンダー壁などの金属部品が最適な動作温度まで膨張していません。その結果、これらのコンポーネント間の摩擦が増加し、機械的損失が増加し、効率が低下します。

2. 燃料の不完全燃焼:冷えたエンジン内の混合気は、温度が低いため密度が高くなります。この混合気が濃くなることで、点火プラグが適切に点火することがより困難になり、不完全燃焼が発生する可能性があります。不完全燃焼は燃料の無駄と出力の低下につながり、全体の効率に影響を与えます。

3. 混合燃料の濃厚化:冷えたエンジンの始動と運転の困難を補うために、エンジン コントロール ユニット (ECU) は燃料噴射時間を長くして混合燃料を濃厚にすることがよくあります。この混合物が豊富になると点火の信頼性が高まりますが、その代償として燃料消費量が増加し、効率が低下します。

4. 潤滑油の粘度が高くなる:エンジンオイルは冷えると粘度が高くなり、エンジン部品の動きに対する抵抗が増加します。この抵抗の増加により、摩擦が増加し全体の効率が低下するため、エネルギー損失が増加します。

5. 触媒コンバーターの効率の低下:排気ガスの浄化に役立つ触媒コンバーターは、特定の温度範囲内で最も効果的に動作します。エンジンが冷えているときは、触媒コンバーターが完全に機能しないため、排出ガス制御が低下し、燃料効率が低下する可能性があります。

6. ウォームアップ時間の増加:エンジンが冷えていると、最適な動作温度に到達するまでにより多くの時間が必要となり、ウォームアップ時間が長くなります。この暖機段階では、エンジンは理想的な温度に達するまで低い効率で動作します。

これらの非効率を軽減するために、現代の車両には電子燃料噴射、可変バルブタイミング、閉ループフィードバック制御システムなどのさまざまな技術が組み込まれています。これらのシステムは、冷間始動時や運転時でもエンジンのパフォーマンスと効率を最適化するのに役立ちます。さらに、特定の気候に適した粘度のオイルを使用し、メーカーの推奨するエンジンの暖機運転に従うことも、効率の向上と摩耗の軽減に役立ちます。