内燃機関内の窒素はどうなるでしょうか?

内燃エンジン内の窒素 (N2) は、混合気の他の成分とは異なる挙動をします。吸気行程中、ピストンは下降し、空気と燃料の混合物を吸い込みます。この空気には、約 78% の窒素、21% の酸素、および 1% のその他のガスが含まれています。

圧縮行程中にピストンが上昇すると、混合気の温度と圧力が大幅に上昇します。このような条件下では、酸素と燃料分子が反応し、燃焼が起こります。ただし、窒素は比較的不活性なので、燃焼プロセスには直接関与しません。代わりに、希釈​​剤として機能し、熱エネルギーを吸収し、燃焼中に到達するピーク温度を下げます。

膨張行程中、高温のガスが膨張してピストンを押し下げると、窒素は希釈剤としての役割を果たし続け、圧力上昇と温度上昇の速度を緩和します。また、クッションとしても機能し、エンジンのコンポーネントへの熱の急激な伝達を防ぎます。

全体として、内燃エンジン内に窒素が存在することは、いくつかの目的に役立ちます。

1. 希釈と温度調節: 窒素は燃焼プロセス中に熱を吸収し、エンジン内の温度と圧力の制御に役立ちます。

2. 汚染物質の排出量の削減: 窒素は、燃料と空気の混合物を希釈することにより、有害な大気汚染物質である窒素酸化物 (NOx) の生成を減らすのに役立ちます。

3. 燃費の向上: 混合物中に窒素が存在すると比熱比が低下し、その結果、燃料の燃焼がより効率的になり、燃費が向上します。

4. エンジンの耐久性: 窒素の不活性な性質により、窒素がエンジンのコンポーネントと反応す​​るのを防ぎ、磨耗を軽減し、エンジンの寿命に貢献します。