エンジン知識

【自動車メーカー 新入社員必見】エンジン開発に必要な知識は?オススメの本は?

自動車 本

こんにちは、だいです。

某車会社でエンジン開発に携わる私が考える
・エンジン開発に必要な知識
新入社員が読むべきオススメの本
について書きたいと思います。
ぜひ参考にしてください。

結論

最初に申し上げると結論は次の通りです。

☑必要な知識
・燃費を向上させるための知識
・排ガスを綺麗にするための知識

☑読むべき本
・モーターファン

そもそもエンジン開発に必要な知識と一口に言っても、下記のような様々な分野の教養が求められます。

・熱力学
・燃焼工学
・材料力学
・流体力学
・機械工学
・振動騒音
・電気工学
・製図知識

しかし私が考える現在一番求められる知識は最初に申し上げた次の二つです。
・燃費を向上させるための知識
・排ガス性能を強化するための知識

そしてこれらを学べる本がモーターファンなのです。

では、それぞれの知識を養う手段や目的、どの本を読めばいいか細かくご説明します。

燃費を向上するための知識

燃費を向上するためにはまず熱効率の知識を養う必要があります。

熱効率とは簡単に言うと、ガソリンなどの燃料からどれだけ車が走る仕事に変換できるか。ということです。
下図のようにポンプ損失など様々な要因が積み重なり、その要因を改善していく必要があります。
熱効率

これらの知識を養う必要があり、そのために読んでほしい本は以下の通りです。

読むべき本:モーターファン

モーターファンは毎月出版されている本になります。(kindleでも出ています。)
エンジンに関する知識だけでなく、トランスミッションや電動系、車体含め様々な情報が詰め込まれているのです。

その中でも熱効率に関する知識を得られるのが下記3点。

1.Vol.150:電気に勝つ

この『電気に勝つ』では、熱効率自体に焦点が当てられています。

☑熱効率とは何だ?
・ポンプ損失、冷却損失、etc.
☑向上させるにはどんな技術が必要か?
・スーパーリーンバーン
・プレチャンバー
・水噴射 etc.

そんなことがまとめられています。
『熱効率とは?』から学びたい方におすすめです。

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2.Vol.156 『最適冷却』

この号では、熱効率向上の中でもっとも改善が難しい『冷却損失』に焦点が当てられております。

各自動車メーカーが冷却損失に手を入れ始めたのは近年からであり、現在そして未来にどのような技術が必要かが書かれています。

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3.Vol.151 『排気を使え』

この号では、『排気損失』に焦点が当てられております。
排気損失を改善する手段にターボチャージャーがありますが、この号では様々な種類のターボが特集されています。

ターボに興味がある方にオススメです。

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なぜ燃費向上の知識が必要?

そもそも燃費向上に関する知識が必要な主な理由は次の二つです。
①お客様が求めているため
②各国で燃費規制が施行されるため

①お客様が求めているため

言わずもがな現在ではハイブリッド車が主流になり、お客様は低燃費の車を選ぶのが一般的な時代です。

しかし、ここには一つ課題があるのです。
それがカタログ燃費と実燃費の乖離です。

お客様は車を買う時カタログスペックを見て買います。
しかし現在多くのお客様がそのカタログ値と実燃費の乖離に不満をもっています。

なぜ乖離が生じるか?その理由は次の二つ。
・カタログ燃費は決められた走行モードしか走らない。
・その走行モードの値をよくするためにメーカーは開発している。

そのためお客様の使い方次第でも燃費が良い車を出す必要があるのです。

②燃費規制が施行されるため

燃費に関しては各国で規制が強化されています。

日本 CAFE規制
米国 CAFE規制、GHG規制、ZEV規制
欧州 燃費・CO2規制
中国 ZEV規制

これらの規制に対応するため燃費を向上させる必要があります。
しかし、これらの規制に対応するにはエンジンだけでは不可能に近く電動化の必要があるのです。

ハイブリッドシステムと上手く調和するエンジン開発が求められてくるのです。

排ガス性能を強化するための知識

続いて排ガスに関してです。

ここで指す排ガスとはNOx,CO,PM,PNのことを言います。最も重要なのがNOxです。

NOxは基本的に燃料と空気が完全燃焼し、燃焼温度が高温でなければ発生しません。
しかし、実際はエンジンが高負荷の領域ではノッキング回避のため燃料をたくさん吹く領域があります。そのような際にNOxが多く出るわけです。

NOxを出さないためには主に以下のような技術が必要になります。
①燃料を多く噴射しない(リーンバーン)
②ハイブリッド化でエンジンの高負荷走行をしない

これらに関して学べる本について次に紹介します。

オススメの本は?

1.Vol.113:NOx攻略

この号では表紙を見てわかる通り『NOx』に焦点が当てられています。
・NOxとは何か?
・なぜNOxは良くないのか?
・どうしたらNOxは出るのか?
など基礎から学びたい方にオススメです。

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2.Vol.113:よくわかるエンジン

この号ではリーンバーンとは何か?、ノッキングとは何か?など基礎的な事に焦点が当てられています。
基本から学びたい方にオススメです。
ちなみにマツダから昨年でたSKYACTIVE-Xのエンジンについても触れられています。

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3.Vol.113:よくわかるエンジン

この号では電動車について触れられています。
ハイブリット車といってもマイルドハイブリッドやストロングハイブリッドなど様々あり、それらの違いや各メーカーの特徴が語られています。
電気に詳しくない機械系の方などにオススメです。

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なぜ排ガス性能向上の知識が必要?

排ガスも燃費と同じく各国で様々な規制が施行されていきます。

日本 PM規制
米国 LEV規制、PM規制
欧州 Euro6規制

これらの規制に対応するための技術開発が早急に必要になるのです。
ぜひ上記で示した本で知識を蓄え、仕事に活かしていきましょう。

以上、ありがとうございました。
ぜひ以下も併せて読んでいただけたら幸いです。

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