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2級ガソリン自動車整備士・試験問題

2G 登録試験 2021年10月 問題01

エンジンの性能に関する記述として、適切なものは次のうちどれか。

平均有効圧力は、行程容積を1サイクルの仕事量で除したもので、排気量や作動方式の異なるエンジンの性能を比較する場合などに用いられる。

実際にエンジンのクランクシャフトから得られる動力を正味仕事率又は軸出力という。

熱損失は、ピストン、ピストン・リング、各ベアリングなどの摩擦損失と、ウォータ・ポンプ、オイル・ポンプ、オルタネータなどの捕機駆動の損失からなっている。

熱効率のうち図示熱効率とは、理論サイクルにおいて仕事に変えることのできる熱量と、供給する熱量との割合をいう。


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解説

(1)平均有効圧力は、行程容積を1サイクルの仕事量で除したもので、排気量や作動方式の異なるエンジンの性能を比較する場合などに用いられる。

この選択肢は不適切です。

正しくは以下の通りです。

平均有効圧力は、1サイクルの仕事を行程容積で除したもので、排気量や作動方式の異なるエンジンの性能を比較する場合などに用いられる。

平均有効圧力には、①理論平均有効圧力、②図示平均有効圧力、③正味平均有効圧力の三つがあります。

平均有効圧力・BMEP(Brake Mean Effective Pressure)は、1気筒の1サイクル当たりの仕事を行程容積で割った値であり、エンジンの大小によらずに出力性能を比較するうえでエンジンの能力の貴重な指標で、正味平均有効圧力がよく用いられます。

もっと簡単にいうと、ピストンを上死点から下死点までどれだけの圧力で押したかを図る指標で、排気量に依らずシリンダー内の圧力を平均的に示した数字で他車と比べやすいのが特長です。

余談ですが、現在のエンジンの正味平均有効圧は、自動車用エンジンでは1.5MPa以上でしょうか。

【一例】

MAZDA SH-VPTS/VPTR ディーゼル

水冷直列4気筒DOHC16バルブ直噴エンジン 2ステージターボ

最大BMEP(正味平均有効圧力):15.42bar

TOYOTA 1GD-FTV ディーゼル

水冷直列4気筒 DOHC 16バルブ 電子制御コモンレール筒内直接噴射 可変ジオメトリーターボ

最大BMEP(正味平均有効圧力):16.66bar

日本では圧力の単位にMPa(メガパスカル)、欧州ではbar(バール)。

1MPa=10bar≒10気圧

TOYOTA G16-GTS ガソリン

1.6L直列3気筒、横方向(FF)レイアウト、複合噴射、ターボチャージャー付き、DVVT-iW

最大BMEP(正味平均有効圧力):28.7bar

\[ \require{cancel} \begin{align*} 正味平均有効圧力 &= \frac{有効仕事量}{行程容積} \\ \\ &= \frac{ トルク \times 2}{行程容積} \times 2 π \\ \\ 最大BMEP = & \frac{最大トルク(Nm)}{排気量(cc)} \times 4π \times 10[bar] \end{align*} \]

(2)実際にエンジンのクランクシャフトから得られる動力を正味仕事率又は軸出力という。

選択肢(2)は適切です。

【正味】余分なものを取り除いた、ものの本当の中身。

正味は、実質的な数量、 表面に現れない、隠された本当のところを言うようです。

いわば、実際の具体的の出力、仕事率をあらわします。

(3)熱損失は、ピストン、ピストン・リング、各ベアリングなどの摩擦損失と、ウォータ・ポンプ、オイル・ポンプ、オルタネータなどの捕機駆動の損失からなっている。

選択肢(3)は不適切です。

正しくは以下の通りです。

熱損失とは、燃焼ガスの熱量が冷却水や冷却空気などによって失われることをいい、燃焼室壁を通して冷却水へ失われる冷却損失、排気ガスに持ち去られる排気損失、ふく射熱として周囲に放散されるふく射損失からなっている。

機械損失は、ピストン、ピストン・リング、各ベアリングなどの摩擦損失と、ウォータ・ポンプ、オイル・ポンプ、オルタネータなどの捕機駆動の損失からなっている。

ポンプ損失とは、燃焼ガスの排出及び混合気を吸入するための動力損失をいいます。

(4)熱効率のうち図示熱効率とは、理論サイクルにおいて仕事に変えることのできる熱量と、供給する熱量との割合をいう。

選択肢(4)も不適切です。

正しくは以下の通りです。

熱効率のうち図示熱効率とは、実際のエンジンにおいて、シリンダ内の作動ガスがピストンに与えた仕事を熱量に換算したものと、供給した熱量との割合をいう。

熱効率のうち理論熱効率とは、理論サイクルにおいて仕事に変えることのできる熱量と、供給する熱量との割合をいう。

正味熱効率は、一般的に用いられる内燃機関の熱効率のことをいいます。

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