自家用車のエンジンがNAで何か力が足りないかな〜
なんてふと思ったとき
ターボかスーパーチャージャーを取り付けたらどうかな？
なんて考えたことはありませんか？
なんとなく仕組みはわかるような人が多いような感じですが
基本的には仕組みは似ているのでターボのお話をしましょうか
わたしも専門家ではありませんから
難しそうな用語とか仕組みには触れずにゆるゆるで説明しますね
簡単に言うと、エンジンからでた排気ガスの力でタービンを回して
今度はその回る力を利用して、エンジンの中に強制的に空気を送り込む仕組みですよ
燃料も少し多めに出るようにしてたくさんの空気で大きな力を出すと言う仕組みです
今日はまず燃料が燃えるというお話をしますね
燃える、つまり燃焼ということなんですけど、理科的にいうと
光や熱を出して急激に酸素と結びつくことを言いますよ
ゆっくり長い時間かけて酸素と結びつくとただの酸化になって
驚くほどの熱は出ません
エンジンの中ではシリンダーという狭い部屋の中で燃料と酸素を混ぜて爆発させます
かなりの高温になりますから、シリンダーの中の気体は急激に膨張してピストンの部分を押してその力で駆動軸を回すことになります
内燃機関は基本的にはこの構造で、爆発の際に発生した熱エネルギーで気体が膨張し、それを運動エネルギーに変換するという仕組みになっています
ただこの爆発を効率よく起こすには、決まった割合で燃料と酸素を混ぜないといけません
燃料に対して酸素が少なすぎると不完全燃焼が起きて完全には力が出ないんですね
燃料についても少し踏み込んでみますね
燃料を構成する成分で、燃やすことのできるものは炭素と水素です
少し化学用語を使って説明しますけど、難しくは言いませんからね
炭素の一粒を炭素原子と言います
それに対して酸素の粒はふたつ一組の酸素分子という形が普通の状態です
実はこの一粒と一組がちょうどぴったりくっつくんですよ
二酸化炭素が出来上がります
名前の意味は二つの酸素原子が結びついた炭素原子という意味合いです
目には見えませんが、くっつくときに熱が出ます
光も出てとても熱くて、燃焼熱って呼ばれています
酸素というのは結構強引な性格で、我慢とかあんまりしないんですよ
もし炭素原子が2個あって、酸素が一組しかないと
酸素はこの二つの炭素原子を自分のものにしちゃいます
炭素から見たら、ほんとは酸素がふたつくっつくはずなのに
一つしかくっついてくれません
あの悪名高い一酸化炭素になってしまいます
不完全なくっつき方なんで燃焼熱も十分に出ません
もしエンジンの中でこれが起こると本来の力は出ないことになりますね
酸素が多すぎるとどうなるでしょう
炭素原子は順に二酸化炭素になって、未婚の酸素が残るだけです
燃料の量に出力は左右されることになります
燃えるものはもう一つあります、水素です
気体の水素は酸素と同じように二つ一組の分子の状態になっています
ただ、この水素は酸素に負けるとも劣らず強引な性格なので
すでに色々なものとくっついて存在しています
うまいこと酸素と結びつけて燃やすことにしましょう
水ができます
二酸化炭素みたいな意味合いで名前をつけると
酸化二水素になりますが、なんかキモいので水と呼ばれます
正確に書くとムズイので簡単に書くと、炭素を中心とした燃料の方が使いやすい
水素を燃料として使うのは制限多すぎなのでなかなか厄介なんですよ
実際の燃料を調べるとその構成は圧倒的に炭素ばかりでできています
いくらか水素も含まれますが、おまけみたいなものです
ひょっとすると、水素を燃料にすればいいんじゃね？
みたいなこと考えた人もいるかもしれませんが
水素だけ燃やすより、炭素の多い燃料を燃やしたほうが
より多くの熱エネルギーが手に入りそうですね
さて、今日はちょっとだけ燃えるってお話ししましたけど
肝心のターボの話まで行けなかったので
次回に続きますよ
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