なぜ大型車両がほとんど常にディーゼルエンジンを使用するのですか？

なぜ大型トラックやバスなどの大型車両がほとんど常にディーゼルエンジンを使用するのかと疑問に思っていましたが、軽自動車ではディーゼルエンジンとガソリンエンジンのどちらかを選択できます。

エンジン効率はディーゼルエンジンに対する選好を説明するかもしれませんが、これは軽自動車でも有効な考慮事項ではありませんか？ディーゼルエンジンを使用すると効率が向上するため、すべての車でディーゼルエンジンを使用する必要があります。

それでは、なぜ大型車はほとんど常にディーゼルエンジンを使用するのに、軽自動車にはガソリンとディーゼルを選択できるのでしょうか？

アトキンソンサイクルとのハイブリッドテクノロジーなどの最新テクノロジーは、ガソリン車を大型車にももたらすことができますか？2016年のトヨタプリウスのアトキンソンサイクルエンジンの熱効率は40％です。私の意見ではこれは非常にディーゼルのようなものであり、技術を拡大すると、ガソリン技術を大型車にもたらすのに役立つ可能性があります。

トルクはゲームの名前です。重い荷物を動かすには高いトルクが必要です。ガソリンエンジンを同等のディーゼルエンジンと比較すると、ディーゼルのトルクは常に高くなります。より高いトルクは、圧縮点火に必要なより高い圧縮比の必要性から来ます。より高い圧縮率を実現するには、より長いストロークが必要です。ストロークが長くなるのは、クランクシャフトのオフセットが大きいためです。このオフセットにより大きなトルクが得られます。

別の側面は、ディーゼルが非常に低いRPMで途方もないトルクを生成できることです。非常に簡単に言えば、他のすべてが同じに保たれている場合、より多くの燃料を入れると、より多くのトルクになります。ディーゼルにはスロットルプレートがなく、ストロークごとに最大量の空気を吸い込みます。ディーゼルでは、追加される燃料の量が出力を制御します。スロットルは、追加される燃料の量を制御します。これは、ディーゼルが常にリーンになることを意味します。アイドル時には、エンジンはほとんど燃料を使用しません。この希薄混合物により、低RPMでも大量の燃料を追加できます。一方、ガソリンエンジンは常に燃料混合物を最適な化学量論に保つ必要があります。これは、混合気を正確に保つ必要があることを意味し、より多くの燃料を得るには、エンジンがより高いRPMに回転する必要があります。これは、ガソリンエンジンがディーゼルよりもはるかに高いRPMでトルクを発生させることを意味します。

このトルク生成に対する唯一の本当の欠点は、制限されたRPMです。これは、たくさんのギアを備えたギアボックスによって補正されます。

ガソリンエンジンが使用された場合、それはもっと大きくなければなりません。はるかに大きなエンジンは、燃料消費量を増やすことになります。

乗用車のガソリンエンジンが支配的であるが、しばしば見過ごされている主要な理由は、大型車のディーゼルエンジンの必要性です。原油の量は、その組成に応じて、一定量のディーゼル、一定量のガソリン、一定量のキャンドルワックス、特定の一定量の他の石油製品を生成します。したがって、必要なこれらの製品のいずれかの量を一定に固定すると、他のすべての製品の量も一定に固定されます。

vini_iが別の回答で説明したように、ディーゼルは、より高い圧縮比エンジンを作成する際のエンジニアリングの決定の副産物として、より多くのトルクを生成します。大型車両には、ディーゼル駆動のトルク生成モーターが搭載されています。特定の国の商品をディーゼルで移動するのに必要なディーゼル燃料の量を修正しましょう。今、私たちはそのディーゼル燃料を生産する副産物として生産されたガソリンを一定量持っています。この残りのガソリンを燃やすことができる乗用車にガソリンエンジンを配置する方が、ディーゼル車を乗用車に配置してから、生産されるディーゼルの固定量を競うよりもはるかに理にかなっています。

したがって、どちらのタイプのエンジンも、技術的な考慮事項に関係なく、すべての車両での使用に経済的に適しています。1つのエンジンタイプの燃料が作成されるたびに、他のエンジンタイプの燃料が副産物として作成され、誰かがその副産物を燃やすことができるエンジンに同行します。

OPの主な質問：「なぜ大型車はほとんどの場合ディーゼルエンジンを使用するのですか？」 回答：コストと信頼性。ディーゼルエンジンは非常に高価ですが、ガソリンエンジンよりも何倍も長い寿命を持っています。毎日終日路上にある商用車の場合、燃費が良く、修理のためのダウンタイムが少ないため、大きな節約になります。

ディーゼルを使用した軽自動車に関するOPの追加の質問に： 米国では、ディーゼルは、汚い、騒々しい、遅いなど、非常に否定的な消費者のイメージを持っています。米国では購入しません。ここでその主張の妥当性を議論する価値はありませんが、ヨーロッパなどの他の場所では、消費者向け車両の大部分がディーゼル車であることは注目に値します。そのため、答えは科学的というよりも文化的なものかもしれません（つまり、米国の消費者文化またはビッグスリーカー会社の文化が解釈のために開かれているのかどうか）。

同じ重量の2台のエンジンがそれぞれ最適な効率（燃焼燃料の化学エンタルピー単位で行われる最大の機械的仕事）で動作する場合、どちらのエンジンタイプでも同様の燃料消費になります。しかし、ディーゼルエンジンは一般に、トルクを大きくすることで、これからわずかに多くの出力を提供します。それがより効率的です。

ただし、このような最適な効率は、かなり低いRPMで常に達成されます。現在、ピストンエンジンは、効率を低下させますが、実際にはほとんどの出力を高 RPM で提供します。すなわち、シフトダウンとアップ回転を増すことで、あなたは実質的に多くの電力を得る（および必要に多くのより多くの燃料を）。現在、Ottoエンジンはディーゼルエンジンよりも高く回転させることができるため（また、より高速に応答する傾向があります）、この種の「オーバークロック」により適しているため、スポーツカーにとってより魅力的です。トラックの場合、これは経済的ではありません。

もしそうなら、オットーエンジンはディーゼルエンジン（重い、低RPMで良好な効率、高RPMで余分な電力が少ない）とガスタービン（非常に軽い、低RPMでひどい効率、高RPMで多くの電力の間の妥協です）。

少なくとも英国でのもう1つの考慮事項は、農業用、固定発電機などで使用するために「レッドディーゼル」（ディーゼル燃料、赤く染められた）を非常に少ない税金で購入できることです。現在、ここのディーゼルは1リットルあたり約1.10ポンドです（地元のガレージ、以前に乗った）が、最後に赤いディーゼルを購入したのは1リットルあたり約0.60ポンドでした。

この種のことが他の国で起こるかどうかはわかりませんが、ディーゼル/ガソリン（ガソリン）の性能が類​​似していることを考えると、この大幅な燃料コストの削減は、ディーゼルがトラクターや農業機械、またはそれ以外のエンジンに最適な燃料であることを意味しますt冷凍システムや発電機などの道路走行車両の車輪を駆動します。他の国でも同様のことが起こった場合、これが間違いなくディーゼルエンジンがこれらの産業を支配している理由の1つです。そのような燃料コストの差を埋め合わせるために、その寿命にわたって十分に少ない燃料を使用するガソリンエンジンを作ることはできません。

私は知りませんが、ガソリンエンジンが必要な条件で必要なトルクまたは信頼性を単に生成できなかったため、ディーゼルが好ましい選択肢だったような状況が数年前に起こったことを提案しようと思います。さまざまな用途の燃料税に関する法律は、民間企業による最新の開発率に追いついていません。

確かに、赤いディーゼルの議論は、道路を走行する車両ではそれをカットしませんが、40フィートのトレーラーで引っ張られた負荷がトラクターとフィールドのトレーラーの負荷に匹敵することを考慮すると、エンジンメーカーは2つの市場に合わせたエンジン。過去50年間にディーゼルエンジンの製造業者となると、誰が誰を所有するのか、私には十分にわかりませんが、少なくとも疑いの余地があります。

最後に、誰もがディーゼルを使用した場合、警察は、今日使用できる可能性のある小さな割合ではなく、燃料タンク内のすべての車両の赤いディーゼルをチェックする必要があります。これにより、政府や石油会社の収益が何百万も失われますが、これはもちろん考えられないことです。

ここにいくつかの良い答えといくつかのほぼ良い答えがあります。

ディーゼル（または任意のピストン）エンジンは、上記のクレームとは反対に、必ずしも高圧縮のために長いストロークを必要としません。しかし、彼らはしばしば（典型的なガソリンエンジンの基準による）短いではない角穴および/またはストロークの下にあります。

ディーゼルエンジン-上記とは異なり-スロットルプレートがあります。これらは流入する空気の流れを調整し、トルク、出力、回転数を調整します。。等

ストロークを変更してもしなくても、高圧縮を達成できます。これは、コンロッドの長さ（ストロークとは異なります）を変更することで実現できます。これにより、ピストンをシリンダーブロックのさらに上に配置し、場合によっては燃焼室に突き出します。 /またはピストンの形状を変更することにより。

ストロークが大きいと、クランクシャフトでの瞬間的および複合トルクモーメントが大きくなる可能性があります（大きなレンチでてこを考えてください。この[より多くの摩擦]は、BMMEPに与える力および/またはピストンに加えられる力とまったく同じです。各燃焼生成物が長いストローク/「レバー」でクランクシャフトに接続されている場合）; しかし-前述のように、摩擦も増加します。

ディーゼルエンジンは通常、非常に高い圧縮（典型的なガソリンエンジンよりもはるかに高い）を実行できます。これは、使用する燃料が、とりわけ、典型的なガソリンエンジンの圧縮比で圧縮点火しないためです。

上記の回答とメモが言うように; ゲームの名前は常にTorqueです。

それに加えて、高トルクの数値を信頼性の高い方法で（作業を行うために）経済的に生成する能力に加えて、ディーゼルエンジンが製造されています。

HorsePower（直線および/または直線面で移動する物体[トラック]に関連する力）は、単純にトルク（スピンおよび/または回転する物体[クランクシャフト]に関連する力）の積です。特定の時間および/または回転数で生成されるトルクの量。

パワートレインエンジニアは、（ディーゼル/ガソリン）ピストンエンジンの出力を増やすためにできることがいくつかあります（それ以外に、燃料の燃焼および/または掃引容量の増加、静的エンジン容量の増加、圧縮の増加、摩擦の減少/ reciprocal weight。.etc）、圧縮の増加は効率と出力の増加に直接関係することに注意してください。

たとえば、静的なエンジン容量の増加とは異なります。454立方インチのシェブ（7リットル未満）は、たとえば現代の3リットルV6よりも必ずしも効率的ではありません-454シェブはおそらくより強力ですが、3リットルV6がターボチャージされていない場合に限ります。

それでも454をターボチャージすると、すべてのチューニング/給油が正しく行われていれば、1500HPを超える驚異的なトルクとパワーが得られ、場合によっては2000HPに近づきます。

そのため、ディーゼルエンジンは、上記の設計アプローチと非常に高い圧縮/燃焼により大きなトルクを発生するように設計されています。

ディーゼルエンジン内のストロークの長さは、純粋な圧縮よりも最大のトルク生成（燃焼生成物から）および/または設計に関係しています。ただし、前述のように、圧縮も支援できます。

燃焼プロセスは複雑なプロセスであり、これは効率、経済性、およびトルク/出力を最大化できる1つの場所です。

これが、現代のガソリン車、特にヨーロッパのガソリン車がすべて直接噴射で出てくる理由です。ほとんどのディーゼルが何年も持っているように。

このようにして、すべての条件と運転「モード」に対して燃焼プロセスをより良く制御できます。

ディーゼルエンジンは、ほとんどの典型的なガソリンエンジン、特に10年前のものとは異なり、圧縮点火に依存しているという事実により、ほぼ常に上死点（TDC）で正確に点火することを保証します。

多くの典型的なガソリンエンジン-今日でも一部のエンジン-は、エンジンの複雑さと内部の動きの速さにより、TDCで燃焼サイクルを1つ1つ燃焼させる精度がありません。そして、これが起こらない場合、効率とトルクはすぐに低下します。

エンジンが高速で回転するほど、TDCですべての燃焼サイクルが確実に発火するようになります。これが、最近の非ディーゼルエンジンがすべてのコイルパック（各プラグ用）と何らかの形の電子/コンピューター制御点火を備えている理由の1つです。

同様に、ディーゼルエンジンは電子点火システムをまったく必要とせず、クランクシャフトの速度も高くありません（オーシャンライナーディーゼルが250〜300 rpmを超えることはめったにありません）。

ディーゼルエンジンは基本的に、非常に低い車両/エンジン速度から大きなトルクを生成するように構築されており、非常に高い圧縮比を促進するように設計された燃料を使用します（利用可能なガソリン燃料のみがリードされたときに戻ってきます）。

ディーゼルエンジンが現代の典型的なガソリンエンジンよりもはるかに効率的であるというのは誤りです。

通常-10年ほど前-それは、低圧縮比をサポートする能力と、ディーゼル車がターボ過給されたという事実と相まって、低車両/エンジン速度から大きなトルクを提供するディーゼルエンジンの能力でした。これにより、一般的なガソリンエンジンに比べて効率性やその他の利点が認識されます。

最近では、特に高圧縮をサポートする無鉛ガソリン製品では、典型的なガソリンエンジンはターボチャージ、直接噴射、高圧縮比で動作するだけでなく、ディーゼルよりも大きなクランクシャフト回転速度帯域幅を実現し、低いクランクシャフト回転速度でも大きなトルク値。

これは、ディーゼルが以前に提供したユニークな販売提案のいくつかと同じ目標を達成します。

それでも、ディーゼル燃料は一般的なガソリンよりわずかに安いため、ディーゼルモーターはしばらくの間人気があります。

さらに、ディーゼルエンジン。（a）堅牢、（b）比較的単純、（c）通常低速で動作する[したがって、トルク製品であり、「合理的に」経済的/費用対効果が高い]、（d）高度なバルブトレインを必要としないおよび/またはイグニッションシステムの考慮事項、および（e）2ストロークモードで動作するように設計されている場合、特にバルブトレインの考慮事項に関して、時には同等以下の複雑さでより大きなトルク出力が得られるように実装できます。

そうは言っても、化石燃料産業の終slowの遅さ、ほとんどの最初の世界の国々の炭素/汚染政策、そして乗用車内のハイブリッド/スタンドアロン電気モーターの台頭の組み合わせは、おそらく-それが著しくなければ進化-次の10年以内にディーゼルエンジンを停止します。