酒と自動車と安全と

　前回、ＰＶ＝ＧＲＴはメンドクサイので次回にと書きました。
　エンジンの圧縮比が高いと燃費が良くなる事の説明の為ですが、話が長くなりますので、３回くらいに分けて、お話したいと思います。
　最初に空気（気体）を圧縮すると発熱する事について考えて観ます。
　取り敢えず、個々について説明しますと、
　Ｐは圧力
　Ｖは容積（エンジンの場合、ピストンの位置（下死点、上 死点、その中間）で変化します）
　Ｇは重量（空気にも重さはあります）
　Ｒはガス定数（分け判りません、無視しましょう(^_^)v）
　Ｔは気体の絶対温度（冷蔵庫は２７３°）
メンドクサイですね。

　早い話が、一般生活ではＧ、Ｒ、は定数（一旦決まれば変化しない）でかまいません。実際には、それぞれ、ＴやＰで微妙に変化します。しかし、そんな事は、実験室の話で、我々には関係有りません。

　簡単にする為、ＧとＲは定数ですから１として、
　ＰＶ＝Ｔ　→　ＰＶ／Ｔ＝１⇒一定
　となります。

　Ｖが変化すると、圧力、温度共に変化します。そこには、ボイルやゲイ－リュサックの法則が絡みますが、無視(^_^)v　です。

　お話したかったのは、空気は圧縮したり膨張させたりして、無理やり体積を変えると、圧力だけでなく、温度も変化するという事です。
　そこで、「空気（気体）を圧縮すると温度が上がる」という身近な例を探して１９日間絶ちました。
　これを説明したくって、約１９日間（サッカーを除く）ブログ書きませんでした。結局、適当な例が見つかりませんでした。そんな訳で、良い例では有りませんが、クーラーのコンプレッサー（室外機）では如何でしょうか。

　ご存知のように、クーラーの室外機からは暖かい空気が出てきます。これは、室外機の中のコンプレッサー（モーター（電気）でエンジンをまわす感じ）が、空気を圧縮⇒空気が発熱⇒コンプレッサーが発熱⇒これは余分な熱なのでファンを使って、室外機の外へ出す⇒この余分な熱が暖かい温度として外に出てきます。
　「でんじろう先生」みたいに説明できなくて済みません。
　こんな感じで、空気は圧縮されると発熱するのが解ると思いますが、絶対にコンプレッサーやファンに触らないで下さい。大怪我します。何人も見ていますし、私も持っていたボロ布を３回巻き込まれています。怪我しなかったのが不思議なくらいです。

　巨人が負け続けているので、私の体調も最悪です。それと、例年にないこの暑さ。いつもでしたら、クーラーを使うのは一夏でも、「つぬけ」しません。「つぬけ」とは釣り用語で、一桁という意味です。数を数える時に、一つ、二つ、三つ、・・・と数えますが、「つ」が付くのは九つ迄で、十からは「つ」が付かなくなりますので、十を超えることを「つぬけ」と言います。関係ない話でした。

　久しぶりにディーゼルエンジンの話に戻ります。（前回は高温燃焼と燃費の話でした）
　もう一つディーゼルエンジンの燃費の良い理由が有ります。
　ガソリンエンジンではシリンダー内に吸い込む空気は燃料が燃える分だけです。空気と燃料は一定の範囲で混合（混ざって）されていないと爆発しません。
　燃料が少ない方が燃費が良いのですが、少ない方のぎりぎりのところだと、リーンバーンと言って、シリンダー内火炎伝播速度（燃焼、爆発時の炎の伝わる早さ）が、音速を超えます。その結果、エンジンが壊れます。
　トヨタさんのＴＴＣＬエンジンはこのちょっと手前で、安全にリーンバーンを起こし、燃費と、排ガス規制の両方をクリアしました。
　当時（４０年近く前）としては画期的なエンジンで、ＴＴＣＬを搭載したカローラリフトバックは、私たち原動機工学を学んでいた学生にとっては、憧れの的でした。

　話がそれましたが、ディーゼルエンジンは燃料が燃える量の倍くらいの空気を吸い込みます。空気と燃料が混ざった混合気を吸い込むのではなく、空気だけを吸い込み、そこに燃料を噴射して、燃料を燃やすので、

　「混合比なんて関係ね～」

　となるわけです。その分、他の問題が有りますが、話がそれますので、次回にします。

　その余分な空気にも燃焼時の高温が伝わり、膨張します。燃焼ガスの膨張と、余分に吸い込んだ空気の膨張の二つの膨張が一緒に起こります。
　この膨張力がエンジンのピストン（自転車だとペダル）を強く押し下げ、エンジンの回転力となります。
　つまり、少しピストンの動きは遅く（エンジン回転数が下がる）なりますが、燃焼熱エネルギーをより効果的に使っているという事です。これが、「燃料を良く噛んで食べる」という意味です。

　多分、初めて（空気の）膨張と言う言葉を使いましたが、ロケットエンジンもジェットエンジンも、全ての燃焼型エンジンは燃焼熱を空気の膨張に変えて「ちから」にしているのです。