バイオディーゼルの実験方法について

質問

私は大学の卒業研究でバイオディーゼルの実験をしようと考えているのですが、エンジンの出力を測定する専門の動力計などが予算の都合で購入できないため、方法を探しています。
　この実験の目的はバイオディーゼル燃料（学内で精製したもの・自作のもの）の性能の違いを確かめるというものです。そのためバイオディーゼル燃料を入れたエンジンの性能試験がメインになります。
　本実験では車体（研究室で以前使用したエコランカー）にディーゼルエンジンを積んで測定する方法とエンジン単体での測定との2つのうちからどちらかの方法を用いて実験を行う予定です。前者の方はもともと50ccの原付のエンジンを積んでいた車体なので、ディーゼルエンジンを積めるかわかりません。後者の方はエンジン単体だと振動や軸合せなどがものすごく大変だと教授から聞き、正直どちらの方法で実験を行えばいいかわかりません。ちなみにディーゼルエンジン本体はは知り合いの解体屋などから安く購入する予定です。

上記の内容の実験を行うにあたり、できるだけ安価で行えて実現可能な実験方法、最適なディーゼルエンジンのタイプ、使う燃料の性能を評価するために必要な項目などについて是非アドバイスをいただきたく思います。

いきなりで申し訳ありませんが、よろしくお願いします。また、私の表記で不明な点などあればご連絡ください。

回答No.5

noname#230359

仏馬力(PS) = 735.49875Ｗ　= 75Kgf/m/S =　632.415Kcal/h
と換算されます。
１ｇの水を１度上げる仕事量は１カロリーになるので、測定馬力により
適当な水の量を求めます。
642.415Kｇの水が１時間で１度上昇すれば１馬力となるから　水の温度が
１０度上がれば１０馬力。１０分で１０度上がれば６０馬力。
また　外の温度差分（自然冷却されると思われる）そのロス分を測定
しておき、計算すれば仕事量が見えてきます。
後は　ゴミバケツにするか、バスタブにするか、子供のプールにするか
は馬力、計測する時間などで決め、そこの水の量・温度上昇より仕事
量は求められます。たぶん　一番安価でな手法でしょう。

回答No.4

noname#230359

補足の補足
水温上昇で出力を計測する方法は　大型エンジンで採用されています
数１００馬力のエンジンでは、プールに水を張り、水温上昇より計算をするのが一般的です。（船、重機などの大型エンジン）
発電方式では、BOSHのシャシダイナモが有名ですが、放熱抵抗のスペースが
かなり大きく、しかも強制空冷が必要でしょう。
例えば、５０馬力＝３７．５KWになるので連続負荷の場合、結構つらいと
思います。１００W電球が３７５個か・・・。

水槽を手作りで実験を行っているアフターメーカーとしてナイトスポーツ
が有ります。RX7系のエンジンをチューンされている方で、通常のシャッシ
ダイナモでは、連続運転が出来ない事や２００馬力程度を連続負荷とする
事も有り、手作りで作られてと聞き及びます。
社長の中村氏に連絡し、助言を求めればとても親切な方なので、考え方や
計算方法なども教示して頂けると思います。

お礼

貴重なアドバイスありがとうございます。水温上昇の方法で実験を行う場合、どのような装置・設備が必要ですか？また、具体的な実験方法等も教えていただけると嬉しいです。
ちなみに、エンジンは単気筒のディーゼルエンジンを購入予定です。

回答No.3

noname#230359

エンジン単体のほうが良いと思うが、実車だと、いろんな条件があいまって意味不明になると思う

某所で、ヒーターの実験をしてましたが
単体でエンジンを組んでもそんなにも難しいものではないですよ

>>エンジンの出力を測定する専門の動力計などが予算の都合で購入できないため、方法を探しています。

簡易的には発電機を回すのが一番簡単なような気がする
出力が電気になるから楽

エンジン出力軸の回転数一定にして、実車の場合3000rpmが、
評価の対象（細かい数字もあるけど、企業秘？）

負荷時　と　NON負荷時（発電機が付いているときと付いてないときの燃費）を測定する

高回転時や低回転時もやると面白いよ

ほんとうは、温度も振ると良いのだけど、
恒温槽はさすがにないでしょうから

夏場と冬場で、気温も付けておくといいよ

回答No.2

noname#230359

補足です。
水を使用した場合、水温上昇でも測定可能です。
負荷は熱、音、光などにに変わるので、ポンプの排圧があれば、ポンプ
ブレードは空回りや、排圧調整の弁などの摩擦が熱に変わります。
結果水温上昇となる訳です。
還流容量を１トン程度とすれば、その水温が上がった分のエネルギーがある
訳ですので、時間と変化温度より、仕事量が見えて来ます。
後は、還流水が実験設備の自然状態でどれだけ冷えるか（自然放熱）定数
を測定すれば、計算で得られるはずです。

回答No.1

noname#230359

搭載の場合
まず　車の転がり抵抗を測定　これは　２０K程度の初速でニュトラルにして何Mほど走ったかで判ります。
トルクは、一定勾配の坂道でどれだけの加速が出たかで見えてきます。
加速は重量による影響と転がり抵抗の影響が出ます。
重量、転がり抵抗が判れば、その重量を計測時間で、高く上げた事より
計算すれば出て来ます。

単体の場合
変換するしか有りませんので、変換機を作る事より始めます。
変換機は１馬力で７５０W程度で有るから、電気に変換すると結構発熱や
大掛かりな装置になりそうです。
考え方は、運動量を見れば良いので、水を使うなどが簡易になると言われて
います。これは、変換した場合に発熱がどうしても出る事が判るからです。

先ずポンプを用意し、水を汲み上げる発想でしょう。
排水に圧を掛けるなどで、負荷が変えられるので、水量と負荷率より仕事
量が判ります。また水を還流させているので、発熱の問題も小さくて済み
ます。この場合、回転数と負荷が自由に変えられるので、エンジンの性能
を見るのに適した方式となると思います。
また、一定の回転数を長時間で性能が測れるなどが特徴になります。

お礼

アドバイスありがとうございます。あと、できればもう少しわかりやすい詳しい具体例などがあると助かります。
私が無知なためご迷惑をおかけしますが、どうかお願いします。