【自動車工学】熱効率とか燃費とか

　ニコラウス・オットー（1832～1891）が、1877年に4サイクルエンジンを発明したので、4サイクルのことをオットーサイクルと呼びます。ただしフランスでは、フランス人ボー・ド・ロシャがオットーよりも先に発明したので、ボー・ド・ロシャサイクルと言います。

　ガソリンエンジン（4サイクルも2サイクルも）の熱効率はオットーサイクルの理論熱効率で定性的検討をします。

　理論熱効率ηth、圧縮比ε、比熱比κとすると、理論熱効率ηthは下式のように簡単なものになります。簡単なので、これぐらいは覚えておきましょう。

　この式から圧縮比が高いほど、熱効率が良い、燃費が良いということが分かるのです。

　実際の熱効率（正味熱効率）ηは
η＝ηth×比熱比減少分×時間損失×冷却損失×排気吹出し損失×ポンプ損失
　比熱比減少分；燃焼に伴い比熱比κが小さくなるため熱効率が下がる
　時間損失；燃焼速度が有限なため熱効率が下がる
　冷却損失；シリンダやシリンダヘッドから熱が逃げるため熱効率が下がる
　排気吹出し損失；排気弁は下死点前に開くため熱効率が下がる
　ポンプ損失；吸気弁、排気弁を通過する際の抵抗のため熱効率が下がる

　教科書的にはディーゼルエンジンは、サバテサイクルの式を使えとなっていますが、上記のように各損失を考慮すると、オットーサイクルで検討しても問題はありません。

参考文献
　村中重夫『新訂 自動車用ガソリンエンジン』