ディーゼルサイクル|ディーゼルエンジンの基本サイクル

ディーゼルサイクル

ディーゼルサイクルとは、ディーゼルの創意による圧縮着火式内燃機関の基本サイクルで、中低速で回転するディーゼルエンジンの基本サイクルである。上死点で燃料を供給し、膨張しながら等圧で受熱することが特徴である。一般にディーゼルエンジンのほうがガソリンエンジンよりも熱効率が良い。

P‐V線図

P-V線図は圧力と体積の関係を示している。

ディーゼルエンジン P‐V線図

T-S線図

T-S線図は、温度とエントロピーの関係を示している。

ディーゼルエンジンTS線図

A→B 断熱圧縮

A→Bの断熱圧縮では、断熱状態(等エントロピー状態)のまま内部の空気のみが圧縮されるため、温度が上がっていく。

B→C 等圧加熱

断熱圧縮され高温になったBの空気の中に燃料を霧状にして噴霧する。燃焼が始まり温度が上がり膨張を初めて体積が増えるが、圧力は一定(P=一定,dP=0)のままとなる。

C→D 断熱膨張

C→Dの断熱膨張では、B→Cの過程で燃料の噴射・燃焼がともに終わり、高温高圧化した断熱膨張しながらピストンを押し下げて外部に仕事を行う。

D→A 等容放熱

D→Aの等容放熱では、Q2熱を排出することで圧力が下がるため、Aの状態に戻っていく。(V=一定,dV=0)

ディーゼルサイクルの理論効率

ディーゼルサイクルの理論効率とは、下記の通りになる。ディーゼルサイクルの理論熱効率は、オットーサイクルと同様に圧縮比と比熱比が大きいほど高くなる。また、同じ圧縮比と比熱比であれば、オットーサイクルのほうが理論熱効率が高くなる。

ディーゼルエンジン理論効率