内燃機関の熱効率について

質問

ガソリンエンジンとディーゼルエンジンの燃費の話の中で、
ガソリンエンジンの熱効率は２０％程度、ディーゼルエンジンの熱効率は３０％程度でディーゼルエンジンの方が燃費がよい
という話を聞くんですが、このことについて質問です。
この熱効率の話は、エンジンの構造に由来するものなのでしょうか？それは物理的に説明できる物なのでしょうか？（例えばディーゼルは点火の必要がない→熱効率が高い。とか）
もしくは逆に、それぞれのエンジンを使ってみたらディーゼルの方が燃費がよかった→ディーゼルの方が熱効率がいい。ということなのでしょうか？
教えてください。

回答No.2

gongqi · ベストアンサー

＃１さんに補足します。
ボイルシャルルの法則　ｐＶ＝ｎＲＴと
熱効率　η＝１－√（T2/T1）を用いて
理想気体の断熱圧縮の体積-温度変化
T2/T1＝(V1/V2)^（γ-1)　ただしγ＝Cp/Cv
を考えると解けるのではないかと思います。
いま、ガソリン又は軽油のγは知りませんが、7/5と仮定すると
圧縮比V1/V2が1/20(ディーゼルエンジン）だとすると
η＝0.45
V1/V2が1/10(ガソリンエンジン）だとすると
η＝0.37
でご質問より高めですが効率の考え方は理解できると思います。
あとは混合気のγ、圧縮比などを正確に代入すれば求まるのではないでしょうか。

お礼

ありがとうございます。
熱効率を実際に計算してみると良さそうですね。

回答No.1

noname#6737

ディーゼルエンジンの熱効率が高いのは圧縮比が高いからです。
ガソリンエンジンでも圧縮比を上げれば熱効率が上がりますが、ガソリンエンジンはノッキングするので圧縮比をディーゼルほどは上げられません。
高出力のガソリンエンジンは、圧縮比が高いためハイオク指定だったりしますね。
オクタン価とはノッキングのし難さをあらわす数値だからです。

なぜ圧縮比が高いと熱効率が高くなるかということについては、忘却の彼方。
燃焼温度が高くなるからだっけな？
低温と高温の温度差が大きい方が大きな力が出せるというのは、熱力学の第2法則・・・だっけな？

お礼

ありがとうございます。
圧縮比にカギがあるということですね。