ディーゼルエンジンはどのように動作するのでしょうか?

ディーゼル エンジンは、原油由来の燃料の一種であるディーゼル燃料で動作する内燃機関です。ディーゼル エンジンはその効率性と耐久性で知られており、自動車、トラック、バス、船舶、発電機などでよく使用されています。ディーゼル エンジンの仕組みの概要は次のとおりです。

1. 空気吸入:プロセスは吸気ストロークから始まります。エンジン内のピストンが下降し、シリンダー内に低圧領域が形成されます。ピストンが下降すると吸気バルブが開き、大気から新鮮な空気がシリンダー内に引き込まれるようになります。

2. 圧縮:吸気行程が完了すると、吸気バルブが閉じ、ピストンが上昇し始め、シリンダー内に閉じ込められた空気が圧縮されます。この圧縮により、気圧と温度が大幅に上昇します。

3. 燃料噴射:ピストンが圧縮行程の頂点に達する直前に、正確に制御された量のディーゼル燃料がシリンダー内の高度に圧縮され加熱された空気に直接噴射されます。ディーゼル燃料は、ガソリンエンジンとは異なり、点火のために点火プラグを必要としません。その代わり、シリンダー内の高温と圧力によりディーゼル燃料が自然発火し、燃焼が起こります。

4. パワーストローク:燃料混合物の燃焼により、シリンダー内に膨大な量の熱と圧力が発生します。この高圧によりピストンが下方に押し下げられ、動力が発生します。パワーストローク中のガスの膨張は、車両の移動や発電に必要な力を提供します。

5. 排気行程:燃焼後、ピストンは再び上方に移動し、動力行程中に生成された排気ガスを排気バルブを通してシリンダーの外に押し出します。これらの排気ガスは、排気システムを通じてエンジンから排出されます。

6. 繰り返します。吸気、圧縮、出力、排気という 4 つのストロークが、ディーゼル エンジンの 1 つの完全な動作サイクルを形成します。これらのストロークが継続的に繰り返されて、エンジンが作動し続けます。

ディーゼル エンジンは通常、ガソリン エンジンに比べて高い圧縮比で動作するため、燃料効率が向上します。さらに、ディーゼル燃料はガソリンに比べてガロンあたりのエネルギーが多く含まれており、ディーゼル エンジンの効率向上に貢献します。ただし、ディーゼル エンジンはガソリン エンジンよりも高いレベルの窒素酸化物と粒子状物質を排出するため、有害な排出物を削減するには排出ガス制御システムが重要です。

ディーゼル エンジン技術の進歩は、環境規制や、よりクリーンで効率的な車両や機器に対する消費者の需要を満たすために、燃料効率の向上、排出ガスの削減、性能の向上に焦点を当ててきました。