Energy Needs Heat

【はじめに】

この記事は「1970年代の熱機関技術」に対する記事であり、想定している読者層は、

・
高圧縮/高密度/高濃度/高温度という言葉で技術の細かい部分が理解できる方
・
副室燃焼という燃焼技術が理解できる方
・
その後の時代の排気式過給が膨張熱を再利用した技術であることを理解できる方
・
「内燃機関」でも「エンジン」でも、「レシプロエンジン」でも「レシプロ機関」でも、「往復機関」、「往復式動力機関」、「往復動機関」と言って、「熱機関」と言う人

となっております。

【本文】

この記事の所要時間 : およそ02分00秒

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1.1970年代の石油供給問題

1-1.1973年の中東の戦争
1-2.1960年代のルマン24時間レースとの関連
1-3.1970年代後半の中東情勢

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第二次世界大戦直後から存在していた、欧米資本の石油メジャー、通称「セブンシスターズ」がいてそれらへの対抗として、

1960年に「OPEC」が設立されました。

1973年までに四回、中東地域で戦争が行われてOPEC側がイスラエルに親和的な国に対して、石油の供給を制限したことから、通称「石油ショック」が始まりました。

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1966年から1969年にかけて、アメリカのフォードモータースが四回連続で優勝、それについてはOPEC側の国民がいたかどうかは記録にありませんので、

因果関係は認められていません。

石油ショックの影響で、競技車両も高い燃料消費量とそこからの大出力で勝利を収める方式から、高い燃焼効率、高圧縮比、高膨張比、シリンダ内部の余剰動力でもって勝利を収める方式に変わっていきました。

その影響で、アメリカ車などはエスプレッソコーヒーのように浅煎りにして、シリンダ内の混合気を薄くして出力をリッターあたり33psまで下げたり、していました。

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日本においては、1960年代の日本グランプリなどの知見でテレビやマスメディアが留まっていますので、1970年代以降の耐久競技中心の自動車工学について、持ち合わせている人はあまりいませんし、

恐らく、この1970年代から今で言う「不謹慎厨」や「自粛警察」はいたのかもしれません。

同じ時期に、日本の炭鉱が閉山したという報道がありました。

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また、イラン革命で王朝が打倒された1970年代後半から1980年代前半にも石油ショックが起きていて、

その頃にアメリカ・マスキー法と同じ水準の昭和51年と昭和53年のエミッション規制が日本で敷かれていました。

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2.1970年代のレシプロエンジン技術

2-1.CVCCエンジン
2-2.サーマルリアクター
2-3.NAPS
2-4.SECC-T
2-5.有鉛ガソリンの廃止

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細かい説明をすると企業秘密に抵触する恐れがありますので、ここでは割愛しますが全体的には

・希薄燃焼
・二次以降の吸気による燃焼
・高圧縮からの高温・高圧の燃焼
・燃料の組成成分の見直し
・副室燃焼
・駆動としての接地圧力の強化

が図られました。

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3.1970年代の火力発電技術

3-1.超臨界圧発電
3-2.脱石油燃料

超臨界圧発電とは水の臨界温度である(摂氏プラス374度、22.1MPa)を超える蒸気発電のことであります。

脱石油燃料とは、石油・石炭から液化天然ガス(LNG)への移行を指します。

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4.1970年代の調理器具技術

4-1.アルミの使用

個人的な調査を経た内容ですが、鉄の結合力は、腕の長さ(オングストローム)が1.260、結合エネルギー強さ(kJ/kg)が5.100で、

アルミは腕の長さが1.430，結合エネルギー強さが8.600で、

鉄よりアルミの方が伸びる度合いが高い素材とされています。

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また、アルミは密度が2.600と鉄の7.300より軽く、粘度がアルミが0.200、鉄が0.700でサラサラとしていて、熱伝導率が鉄が0.047でアルミが0.236となっております。

加工する際に電力はアルミの方が消費が大きいですが(電蝕)、アルミは経年で硬くなる性質があります。

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5.熱機関技術のまとめ

5-1.高圧縮化
5-2.膨張熱の再利用
5-3.燃料の脱炭素化
5-4.酸素濃度の向上

2026年の今の時代でも、脱炭素などが言われているかどうかは知りませんが、ガソリン(C7H16,C8H18)に対して、エタノールは(C2H6O)で中身に酸素が含まれております。

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大気(O2,N2)→ガソリン(C7H16,C8H18)
と
大気(O2,N2)→エタノール(C2H6O)
で、

アメリカのチューニングカー界隈で、E85,E100と呼ばれているエタノールの比率が高い燃料を使用した車両が非エタノールの車両に対して、およそ1.15倍の出力を導出しています。

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第二次世界大戦の時代では実験機に過酸化水素(H2O2)が使用され、最初の頃のロケット理論では酸素と水素の利用でロケットを動かすことが出来ると、記されていました。

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1970年代後半に排気式過給を日本で初めて採用された車両は、日産から発売されました。

当時の通産省や運輸省は、難色を示したと言われていますが日産側からは「排気式過給はシリンダで生成された膨張熱を利用しています」と説明されて、認可が取れました。

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6.1970年代のロケット技術

6-1.液体燃料から固体燃料へ

液体燃料と固体燃料では、液体より固体の方が保存が長く分子の偏差が少なく、揺れ動く度合いが少ないからだと思います。

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7.1970年代のモータースポーツ

7-1.ウイングカー
(あるいはグラウンドエフェクトカー)

ウイングカーは別名グラウンドエフェクトカーと呼ばれており、簡潔に表すなら「半月型のボディの裏表を入れ替えて、下に空気を通してその誘引圧力でボディを路面に接地させる」技術であり、

1970年代のモータースポーツではロータスがこれとコスワースDFVというエンジンを組み合わせて、席巻していました。

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1970年代では無いかもしれませんが、アメリカではシャパラル2Jと呼ばれた車両が車体後部に回転ファンを取り付けて、その風圧で車体を路面に接地させていて、

ブラバムBT46という車両も同様のシステムを採用していました。

モータースポーツにおいては

・お釣り

の扱いが研究されて、そこから一般車両に下っていったのだと思います。

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