酒と蘊蓄の日々

The Days of Wine and Knowledges

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エアカーの実態 (その1)

一昨日のこどもの日にNHKで『ダヴィンチの夢~浜田未来科学研究所~』という子供も向けの科学番組を放送していました(過去にも何度か不定期で放送されている番組だそうです)。私もたまたまこの日の放送を見ていたのですが、当blogでも「圧搾空気で走るクルマ」と題したエントリで以前にご紹介したフランスのMDIエンタープライゼズ(以下MDI)を取り上げていました。

それにしても、こういうメディアのパブリシティ効果というのは凄いものですね。当blogのアクセス解析でログを確認してみましたところ、この番組の放送後から件のエントリへのアクセスが数十件あったようです。

それはともかく、この番組はわざわざフランスまで取材に行くという気合いの入りようで、お笑いコンビのペナルティに試作車を運転させていました。で、このとき、私は「アレ?」と思ったんですね。試作車に乗り込んだところで普通にエンジンをかけていたからです。私は「圧搾空気で走る」と聞いていましたから、これは全くの想定外でした。

普通、圧搾空気で走るといったら、圧搾空気の圧力で駆動するエアモーターなどを考えるでしょう。先のエントリもそうした仕組みを想定して書きました。しかし、停車中もエンジンを動かしていたんですね。こうした状態はどう考えても普通のエアモーターではあり得ないでしょう。

私も圧搾空気で駆動するエアツールをいくつか利用していますが、いずれも動力が必要なときにバルブを開いてエアモーターに圧搾空気を送るという仕組みになっています。止まっているときも機関を動かし続けるというのは非効率以外の何ものでもありません。ということは、「圧搾空気の圧力をそのまま利用するのではない、何か全く違う仕組みになっているのかも知れない」と思ったわけですね。

そこで、改めて調べ直してみましたら、何となく原理が解ってきました。詳しく具体的な内容が書かれているサイトには行き当たらなかったため、断片的な情報を拾い集めてつなぎ合わせた上で、私なりに整理してみました。なので、もしかしたら誤解も含まれているかも知れませんが、このエンジンの主たる原理は圧搾空気の圧力を利用するのではなく、空気を圧縮した際に生じる熱を利用しているようです。

例えば、最近よく耳にする「ヒートポンプ」も似たような原理を利用しています。有名なところでは電力会社などが推進している「エコキュート」がそうですね。これは電気モーターでコンプレッサーを駆動し、熱媒体であるCO2を圧縮します。気体が圧縮されると「ボイル=シャルルの法則」で温度が上がりますから、その熱を利用してお湯を沸かし、給湯するわけですね。

熱を奪われた圧縮CO2を大気圧まで減圧すると大気より温度が低くなりますから、それを大気にさらしてやれば大気温度くらいまで暖められます。それをまた圧縮して熱を取り出すという繰り返しになるわけですね。これは熱の移動する方向が逆になりますが、クーラーや冷蔵庫の原理と同じです。クーラーや冷蔵庫は圧縮して熱を持った冷媒を大気で冷やしてから減圧し、冷たくなったところを利用するわけです。

実は、ディーゼルエンジンも燃料の着火に同じ原理を応用しています。ご存じのように燃料混合ガスを吸気して放電で着火させるガソリンエンジンと違って、ディーゼルエンジンが筒内に吸気するのは空気だけです。この空気をピストンで圧縮し、温度を上げます。この高温状態の筒内に燃料を噴射して着火させ、膨張する燃焼ガスの圧力をピストンで受けて動力に変換しているわけですね。

moteur_type-41.jpg
MDIの空気エンジン type 41

MDIの空気エンジンもディーゼルエンジンと同様に筒内へ空気を取り込み、これをピストンで圧縮して高温になった筒内へ適切な量の圧搾空気吹き込みます。後から吹き込まれたその空気は高温状態の筒内で暖められて膨張し、圧縮行程より強い力でピストンを押し下げます。これを動力として取り出す仕組みになっているというのでしょう。

mdi_air-engine.gif
MDIの空気エンジンの概要図
水平対向ピストンであるのは解りますが、
シリンダの長さに対してクランク径が
2倍くらいありますから、この図のままでは
エンジンとして成立しません。
要するに、単なる概要図ということでしょう。


確かにこうした原理を聞くと一瞬「なるほど」と思いそうになります。が、よくよく考えてみますと、やはり様々な疑問が山積しています。

(つづく)

テーマ:自動車全般 - ジャンル:車・バイク

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