どうしてディーゼルエンジンにはガソリンではなく軽油なの？

ディーゼルエンジンは、1892年にドイツ人技術者ルドルフ・ディーゼルによって開発されました。

ディーゼルエンジンも、ガソリンエンジンと同様レシプロエンジンの一種で、汎用性が高く自動車のエンジンとしての他に、船舶や鉄道にも使用されています。

さてディーゼルエンジンにはどのような特徴があるのでしょうか？

ディーゼルエンジンは、その別名を圧縮点火エンジンとも言うようにシリンダ内の空気を圧縮させ、そこに燃料を噴射することで自然発火させて燃焼を起こすエンジンです。
その動作の仕組みはガソリンエンジンと同様、吸気・圧縮・燃焼・排気の4サイクルです。

ディーゼルエンジンは、圧縮比(燃焼室の最大容積/最小容積)が15〜22と、ガソリンエンジンが10以下であることと比べて高くなっています。
ガソリンエンジンの場合、空気と燃料の混合気を吸気して圧縮するため、圧縮比10以上になると勝手に着火し異常燃焼(デトネーション)してしまうため圧縮比を高くできないのですが、ディーゼルエンジンは空気のみを圧縮するため圧縮比20以上まで圧縮することができるのです。

ディーゼルエンジンは、ガソリンではなく軽油などを燃料にして動きます。


ではなぜガソリンではなく軽油を燃料とするのかについて見ていきましょう！

なぜディーゼルエンジンは燃料にガソリンではなく軽油を使うのか？
その秘密はガソリンと軽油の性質の違いにあります。
ディーゼルエンジンは、前述の通り空気をガソリンエンジン以上に圧縮して高温高圧になったところに燃料を噴射することで自己着火させます。

ガソリンと軽油の大きな違いはその着火点です。
ガソリン：400〜500℃
軽油：300〜400℃

軽油はガソリンよりも低い温度で火がつく性質があるため、圧縮して温度を上げ自己着火させるディーゼルエンジンにはガソリンよりも軽油の方が都合が良いのです。

ガソリンではなく軽油を使うのは、着火しやすくさせるためだったのですね！

ディーゼルエンジンにはガソリンエンジンと比べてどんなメリットやデメリットがあるのでしょうか？
いくつか見てみましょう！

ディーゼルエンジンはガソリンよりも安い軽油を使うので、ガソリンエンジンと比べて燃料費が安くなります。

ディーゼルエンジンは、発火点が225℃程度までの多様な燃料を使用できます。
最近では、「バイオディーゼル」と呼ばれる植物や動物の油から作られるバイオマスエネルギーも使用されるようになってきています。

ディーゼルエンジンはガソリンエンジンよりも熱効率が良いため二酸化炭素の排出量はガソリンエンジンよりも少なくなります。

ディーゼルエンジンは圧縮比が高いため1回の爆発が大きく、低速からトルクが大きくなります。
一方で高回転に弱く、高回転ではシリンダー内の圧力が急激に上がり振動を発生するディーゼルノックが発生しやすくなります。

ディーゼルエンジンは燃料を滴下して燃やすため、空気とよく混ざらずに燃え残りが生じてしまい、すすを発生させる。またガソリンエンジンよりも取り込む空気量が多いため窒素酸化物(NOx)の発生量も多くなります。

デメリットを減らすためにマツダの開発した「クリーンディーゼル」では、自己発火する温度まで高めるために排気ガスを利用してシリンダーを温め、圧縮比を低くすることですすやNOxの発生量を減らすことに成功しています。

今回は、ディーゼルエンジンの特徴やなぜガソリンではなく軽油を使用するのかなどについて調べてみました。ガソリンエンジンとは違うメリットを持ち、発明されてから100年以上経った今でも進化を続けるディーゼルエンジン、これからも目が離せませんね！

ここまで読んでいただきありがとうございました！