エンジン1サイクル当たりの燃料噴射量の計算方法

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公開日:2020/10/8　　　　　　　　　

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■エンジン1気筒1サイクルの燃焼に必要な燃料量

算出方法を以下に説明します。

＜予備知識＞
以下は一般的な化学の知識です。

・ 1L = 1000cc
・ 1ml = 1cc = 1cm³
・空気中の酸素の割合：約20%
・酸素質量：22.4L中に32g
・ガソリンの密度：0.73g/cm³

＜前提条件＞

・エンジン排気量：2000cc =2000ml
・エンジン気筒数：4気筒
・大気状態：標準大気
・充填効率：0.3 (アイドル時の空気量を想定)
・空燃比：14.7 (質量比)

＜計算方法＞

・ 1気筒の排気量 = 2000/4 = 500 ml

・気筒内にある空気量 = 500 * 0.3 = 150 ml　※ 充填効率=0.3

・気筒内にある酸素量 = 150 * 0.21 = 31.5 ml　※ 酸素割合=0.21

・気筒内にある酸素質量 = 32(g)*31.5/(22.4*1000) = 0.045 g

・必要な燃料質量 = 0.045 / 14.7 = 0.00306 g

・必要な燃料体積量 = 0.00306/0.73 = 0.00419 cm³ = ml

＜一般化する＞
一般化した式は以下となります。

■満タンの燃料タンクがどれくらいの時間で空になるか
上記では1気筒当たりの噴射量を求めましたが、今回は4気筒分の噴射量で考える必要があります。

＜前提条件＞
　・タンク容量：50L
　・エンジン回転数：800rpm (アイドル時の回転数を想定)

＜計算方法＞
　・ 1分間に噴射する回数=800*2 =1600回 (エンジン1回転当たり2回燃焼する)

　・ 1分間の燃料噴射量=1600 * 0.00419(ml)=6.704ml

　・ 50L消費する時間=50/0.006704=7458.23分=124.3時間=5.19日

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