ブックタイトルマツダ技報　2012 No.30

概要

マツダ技報　2012 No.30

マツダ技報No.30(2012)Compression ratio =10152030Excess air ratio =1.02.02.53.060Insulation554 Cyl.NM503 Cyl.452 Cyl.4 Cyl.403530605550VM14540353060555045VM4403530200015001000200015001000200015001000200015001000DownsizingEngine displacement [cm3 ]Indicated thermal efficiency [%]Fig.10 Influence of Insulation Coat on Indicated Thermal Efficiency Under Various Engine Specification (2,000[rpm], P i=400[kPa])冷却損失を低減するほど,熱効率向上にとって断熱材の比熱を下げることが重要になる。NM,VM2,およびVM4において“圧縮比”と“空気過剰率”の組み合せを4ケースに分け,“排気量”と“気筒数”ごとに図示熱効率(グロス値)を比較し,まとめた結果をFig.10に示す。高圧縮比・リーン条件になるに従い,ダウンサイジング化するほど図示熱効率が低下するようになり,同一排気量でレスシリンダー化するほど図示熱効率が向上する。断熱レベルが上がると,高圧縮比・リーンでもダウンサイジングの図示熱効率低下を少なくすることができ,断熱材を用いない低圧縮比・理論空燃比と比較して図示熱効率を大幅に向上することが可能になる。5.おわりに“断熱”というとガスの熱が壁を通して冷却水へ逃げることを防ぐことが目的と考えがちだが,実はそれは本質ではない。熱効率向上にとって重要なことは,ガスがどれだけピストンに仕事をするかということであり,内燃機関にとっての理想的な冷却損失低減=“断熱”とは,1サイクルを通してガスと壁の間の熱交換を遮断することにある。それはエンジンではなく,ガスを“断熱”することに他ならず,ガス温の変化に高応答に壁表面の温度を追従させるため,低熱伝導率と低比熱を両立する断熱材が有効である。以上の“断熱”と超高圧縮比・リーン燃焼の組み合わせで飛躍的な熱効率向上の可能性がある。(4)徐ら:高効率化のための超高圧縮比燃焼エンジンシステムに関する基礎研究(第1報),第20回内燃機関シンポジウム講演論文集,20090071,pp.1-6(2009)(5) Fujimoto, H., et al : A Study on Improvement ofIndicated Thermal Efficiency of ICE Using HighCompression Ratio and Reduction of Cooling Loss,SAE 2011-01-1872, (2011)(6) Woschni, G. : A Universally Applicable Equation forthe Instantaneous Heat Transfer Coefficient inInternal Combustion Engines, SAE 6700931, (1967)(7) Brown, P. N. : http://pitagora.dm.uniba.it/~testset/testset/solvers/vode.phpDEFINITIONSunitunitcmp : mean piston speed[m/s]T : temperature[K]D : bore diameter[m]V : volume[m 3]H : enthalpy[J]? : thickness[m]m : mass[kg]? : compression ratio[-]p : pressure[Pa]?? : heat conductivity[W/m/K]Q : energy[J]? : density[kg/m 3 ]R : gas constant[J/K/kg] ? : excess air ratio[-]S : surface Area[m 2]Cv specific heat capacity [J/kg/K]lowerj : species (1~ns)m : wall (1~nw)n : wall depth (1~ndm) r : value at IVC■著者■参考文献(1)笠間:次世代自動車戦略について,自動車技術,Vol.66,No.4,pp.11-17(2012)(2)鈴木ら:次世代パワートレイン開発コンセプト「マツダSKYコンセプト」,マツダ技報,No.28,pp. 33-38(2010)(3)人見:内燃機関の将来展望,第21回内燃機関シンポジウム基調講演資料,pp.10(2010)藤本昌彦藤本英史山下洋幸山本博之―218―