ガソリンからのエネルギーの多くがエンジンで無駄にされるのはなぜですか?

燃焼プロセスやエンジン設計におけるさまざまな非効率性や制限により、ガソリンからのエネルギーの多くがエンジン内で無駄にされます。エネルギーが無駄になる主な理由は次のとおりです。

1.不完全燃焼 :燃焼プロセス中、すべてのガソリンが完全に燃焼するわけではありません。燃料粒子の一部は燃焼を免れたり、部分的にのみ反応したりして、未燃の炭化水素が生じる可能性があります。この不完全燃焼により、発電に利用できたはずのエネルギーが失われます。

2. 熱損失 :エンジンの作動中に、かなりの量のエネルギーが熱として失われます。燃焼プロセスでは高温が発生しますが、この熱のすべてが効率的に機械エネルギーに変換されるわけではありません。熱はエンジンの排気システム、シリンダー壁、ラジエーターを通して失われます。この熱損失により、エンジンの全体的な効率が低下します。

3. 摩擦 :ピストン、ピストンリング、ベアリングなどのエンジン内の可動部品は摩擦を生じます。この摩擦を克服するにはエネルギーが必要ですが、最終的には熱として無駄になります。摩擦はエンジン部品の摩耗にも寄与します。

4. 機械の非効率 :エンジン内には、ドライブトレイン (トランスミッション、ドライブシャフト、ホイール) からの抵抗やバルブトレインや燃料噴射システムの非効率など、さまざまな機械的非効率が存在します。これらの非効率性はエネルギー損失につながり、ガソリンエネルギーを機械的仕事に変換する全体的な効率を低下させます。

5. スロットル損失 :内燃エンジンでは、エンジンへの空気の流れを制御するためにスロットル バルブが使用されます。スロットルが完全に開いていない場合、エンジンの体積効率が低下する制限が生じます。このスロットリング効果により、エネルギー損失が発生し、エンジン性能が低下します。

6. 寄生負荷 :オルタネーター、ウォーターポンプ、パワーステアリングポンプ、エアコンコンプレッサーなど、車両内のさまざまな補助システムやコンポーネントは、エンジンから電力を取り出して動作します。これらの寄生負荷は推進力に直接関係しないエネルギーを消費し、効率の低下につながります。

これらの要因により、実際に有用な仕事や運動に変換されるのは、ガソリンに含まれるエネルギーの一部だけです。残りは廃熱、摩擦、その他の非効率として失われ、ガソリン エンジンの全体的な効率が制限されます。改良された燃料噴射システム、ターボチャージャー、ハイブリッド パワートレインなどのエンジン技術と設計の進歩により、これらの損失を最小限に抑え、燃料効率を向上させることができました。