エンジンが必要とする空気の量 空燃比

質問

車やバイク（４サイクル）のエアクリから吸い込まれる空気の量はどの位必要になるのでしょうか？

例えば、１０００ｃｃのバイクで燃費が２０ｋｍ／Ｌとします。
通勤で片道２０ｋｍ　所要時間が1時間とすると、ガソリンは1時間で１Ｌ消費する事になりますよね。
空燃比から考えると、ガソリン１Ｌに対し空気１４．７Ｌ消費（必要）するという考えでいいのでしょうか？

でも、マフラーから出てくる排気ガスの勢いを見るとかなりの空気を吸い込んで燃焼後吐き出している感じがします。
熱膨張などもあるとは思いますが・・・。

この場合、1時間で何リッターの空気を必要としているのでしょうか？

回答No.7

noname#126891

blue1200さんの回答が正解です。

気温や、気圧により多少の誤差はありますが。

ファイナルアンサーでＯＫですよ。

回答No.6

opechorse

一応、大学では内燃機関と燃焼工学の勉強をしていましたが
専門ではないので経験者とします

まず回転数RPM:1分間あたりの回転数
4ストエンジンだと2回転1爆発4工程なので爆発数は÷2になります

私の計算では、NAエンジンを前提にしていますが
要は、エンジンの吸気工程を
注射器で水を吸い込んだときと同じようにモデルしています
ターボみたいに空気を押し込むわけではないですよね
ピストンで吸い込むわけですから2回転で排気量分吸い込む計算になります

空燃比との関係ですが
数値的にはほかの回答者の書かれているとおりですが
これは、酸素も燃料も両方完全に燃え尽きる比率なので
実際には、加速状態では燃料が多くなってガソリン成分が燃え残る
定速状態では、空気が多くなって酸素が残るので
これだけでは判断がつかないということです

与えられた条件が
移動距離→タイヤの累計回転数
→ミッションを固定すればエンジンの累計回転数
に置き換わるので、まあこういう計算もあります

回答No.5

opechorse

ごめんなさい、計算間違えていました
最初から
0.989(排気量:L)×1800(回転数:rpm)÷2×60(分)÷3(60km÷3=20km)
=17802Lです

補足

ありがとうございます。

ＲＰＭって爆発の回数でしたでしょうか？
質量は関係ないのしょうか？？
皆さん答えが違うのですが、ど～～～なってんでしょうか？？？

申し訳ありませんが
以降、専門家の方のみご回答願います。

回答No.4

opechorse

結局のところ、実際の空燃比は加速常態か定速常態かで大きく変わるので分からないと考えるのが正解です

といってもしょうがないので回転数で考えてみると
バイクのことはあまり詳しくないので
ストーリア　CL　1L(989cc)　MT で考えてみると
とりあえず、60km/h　定速運転で
ギア比、タイヤサイズは
http://www.lancer-evolution.com/cgi-local/asso/regist.cgi?D1=165&D2=65&D3=14&R1=3.416&R2=1.947&R3=1.250&R4=0.916&R5=0.750&R6=4.266
タイヤサイズ　純正の145-80-13が無いので　165-65-14で計算してます

大体、1800回転なので
エアクリーナーを通過する空気量は
0.989×1800÷2=890L
(÷2は4ストなので2回転で1回爆発しているためです)
加速状態はまあ自分で条件を決めれば計算できますよね

参考URL：

http://www.goo-net.com/catalog/DAIHATSU/STORIA/10019568/index.html

回答No.3

rgm79quel

誠に申し訳ございません…

ANo.1さま、ANo.2さま

共にお間違いがございまして…

空燃比は
空気ではなく『酸素』なんです。

ですからまず、酸素濃度を何パーセントで考察するかを固定しておく必要があります。

なお、
走行空燃比は１４．７ではなく
また、固定でもありません。

１０００ｃｃのバイクと言うことですので
仮にホンダのファイヤーブレードとします。

このバイクの燃焼空燃比は
高負荷時において
ノーマル車両は１２．５～１２程度です。

あるいは
３２，３３，３４のＧＴ－Ｒですと、
ノーマル状態で
高負荷時に９．５～８．５です。

あるいはヴィッツやフィットの
定常走行時の空燃比は２０前後或いは更に薄くなります。

計算にご参考下さい。

お礼

濃度は２１％＆１４．７は一般的な数値でとご回答者の方も分かっていると思います。

1時間で１Ｌのガソリンを消費した場合、上記の数値で計算すると空気は何Ｌ必要なのでしょうか？

回答No.2

blue1200

>空燃比から考えると
空燃費は質量比ですからガソリン１キロ ： 空気１４、７キロとなり、それぞれを容積に変換して比較すると以下の様になります。

ガソリン１リッター（比重約０．７５として⇒同容積の水より軽い）
１リッター×０，７５＝約０，７５キロ

空燃費を１４，７とすると
０，７５×１４，７＝１１，０２
必要とする空気の重量は１１，０２キロ

空気１立方メートル約１、２２キロとすると
１１，０２÷１、２２＝９，０３立法メートル

と言う事で、ガソリン１リッターに対し空気は約９，０３立方メートルが必要となります。単位をそれぞれ比較すると

　　　　　　　　　　　ガソリン　　：　　　空気
空燃費（質量比）　 　 １　　　 ：　　１４，７
容積比換算　　　 1リッター　 ：　９０３０リッター

牛乳のパック１本分のガソリンを燃焼させるのに、１辺が１メートルの四角い箱（１００×１００×１００/１０００＝１０００リッター）で９個分の空気が必要と言う事になります。

お礼

分かりやすい説明ありがとうございました。

やっぱりそんなに多くの空気を必要としているんですか！？
１Ｌの牛乳パック９，０３０本分の空気っていう事ですよね・・・。

回答No.1

中京区 桑原町（@l4330）

14.7Lは正解です。
排気はガソリンが爆発し膨張したガスだから吸気した空気の1000倍くらいになってます

お礼

すいません
Ｎｏ２の方の回答が正解でしょうか？