Energy Needs Heat

【はじめに】

この記事の所要時間 : およそ7分
この記事の文字数 : およそ8,000文字

この記事の内容を画面の外で実行・実践したことによる、損益・得失は実行・実践した方に帰属します。
この記事は筆者の主観的な観測による独自性が高いものです、実際の現象や結果とは大きく異なる可能性があります。

一部の計算式でフルード類など省略している箇所があります。
記入の都合上、計算式を変更している箇所が一部存在します。

【本文】

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0.材料
(1)
吸気(300):
BTDC60-ATDC40-BBDC40-ABDC60
排気(270):
BBDC45-ABDC45-BTDC45-ATDC45
点火栓 :
BTDC15-ATDC15
揚程 :
90.0*(15/180)=7.5(15度時点で7.5mm)
--------------------------------------------

7.5→3.6
3.6/(45/100)=8.00mm
8.00/100=0.080mm@(吸気)
8.00*(75/100)=6.00mm
4.8/(60/90)=7.20mm
7.20/90=0.090mm@(排気)
7.20*(30/90)=2.40mm

--------------------------------------------
(2)
吸気(270):
BTDC45-ATDC45-BBDC45-ABDC45
排気(300):
BBDC60-ABDC40-BTDC40-ATDC60
点火栓 :
BTDC15-ATDC15
揚程 :
90.0*(15/180)=7.5(15度時点で7.5mm)
--------------------------------------------

7.5→3.6
3.6/(30/90)=10.8mm(吸気)
10.8/90=0.120mm@(吸気)
10.8*(60/100)=6.48mm
4.5*(75/100)=3.375mm
4.5/(75/100)=6.00mm
6.00/100=0.060mm@(排気)

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(1),(2)
点火栓
リチウム→銅(Cu)→イリジウム
(2.000*0.535*7.350
*11.000/1.545/1.070/17.300)
/9.00*(2.000*2.000*3.14*8.960
*0.390*7.550/0.500/0.380)
*(0.250*22.560*0.150
*35.000/5.100/0.130)
=26,178.418=/10^4=2.6178418
=2.617
--------------------------------------------

気化器
(3.00*3.00*3.14*3.00*0.25)
/(((3.600*(0.695*0.135*2.180
/5.120/0.530/0.920))/3.600)
/9.00*9.00)*汲上捩力
/全体行程/等分(1→4なら*0.25)*絞り弁(100%)

冷却器→銅(Cu)
1.680-0.410=1.270→1.000
(1.000*1.000*0.500*8.960
*0.500*14.000*0.380/0.390)
=30.555=/10^2=0.30555>0.305

--------------------------------------------
排気式過給器
((1.500*(11.000/0.700))/2.500)=9.428
電動機
(2.000*1.200*0.200)=1.200
(※お好みで)

撹拌抵抗
(((4.000*0.60*0.860*8.000
*2.100*1.300*0.500/0.150)+7.30)/2)
=78.7796=10^2=0.787796
=0.787

推桿
(捩力)*(36.0*6.28)
/((8.40*4)+(10.0*5))
/((撹拌+7.30))/2)
/(1.0*1.0*0.9*3.14*1.850)
*60*2.40*3.00
--------------------------------------------

1.導出式

大気出力 :
((容積*割合*密度*熱伝導率
*粘度*体積弾性率/比熱/蒸気圧)
+(容積*割合*密度*熱伝導率
*粘度*体積弾性率/比熱/蒸気圧))
*(風速*気圧*全天日射量)
=大気出力

--------------------------------------------

((0.498*0.34*1.300*0.024
*1.820*1.400/1.005/2.340)
+(0.498*0.66*0.997*0.600
*1.000*2.200/4.200/1.000))
*(1008.5*4.0*0.27)
=118.408=/10=11.8408>11.840

大気出力 : 11.840

--------------------------------------------

冷却器出力 :
(大気出力
*冷却器(容積*密度*体積弾性率
*比熱/粘度/蒸気圧))
=冷却器出力

--------------------------------------------

11.840/0.305=38.819...>38.819

冷却器 : 38.819

--------------------------------------------

気化器出力 :
(冷却器出力
*気化器(口径*濃度(冷却器/口径)
*ジェット飛出量)
/(燃料槽((容積*密度*熱伝導率
*粘度*体積弾性率/比熱/蒸気圧)/容積))
*汲上捩力/全体行程
/吸気弁弾簧定数*絞り弁
=気化器出力

--------------------------------------------

38.819
*(3.00*3.00*3.14*3.00*0.25)
/(((3.600*(0.695*0.135*2.180
/5.120/0.530/0.920))/3.600)
/9.00*9.00)/4*1.00
=2510.593=10^3=2.510...>2.510
=/2.40=1.045

--------------------------------------------

吸気出力 :
気化器出力*揚程(吸気弁/排気弁)
/吸鍔内径/吸鍔比重
*吸鍔行程((角度*全体行程)/全体行程)
*(負圧(気化器出力*(排気/吸気))
*貯金(気化器出力*(吸気/排気))
=吸気出力

--------------------------------------------
(1)
吸気(300):
BTDC60-ATDC40-BBDC40-ABDC60
排気(270):
BBDC45-ABDC45-BTDC45-ATDC45
点火栓 :
BTDC15-ATDC15
揚程 :
90.0*(15/180)=7.5(15度時点で7.5mm)
--------------------------------------------

7.5→3.6
3.6/(45/100)=8.00mm
8.00/100=0.080mm@(吸気)
8.00*(75/100)=6.00mm
4.8/(60/90)=7.20mm
7.20/90=0.090mm@(排気)
7.20*(30/90)=2.40mm

--------------------------------------------
(2)
吸気(270):
BTDC45-ATDC45-BBDC45-ABDC45
排気(300):
BBDC60-ABDC40-BTDC40-ATDC60
点火栓 :
BTDC15-ATDC15
揚程 :
90.0*(15/180)=7.5(15度時点で7.5mm)
--------------------------------------------

7.5→3.6
3.6→6.30mm(吸気)
6.30/90=0.070mm@(吸気)
3.6/(75/100)=4.80mm
4.80/100=0.048mm@(排気)

--------------------------------------------
1.300/270 :

1.045*(8.00/(0.090*5))
/(0.84*0.84*3.14*7.30)
*((0.90*(40/180))/0.90)
=0.255

0.255*(8.00/1.00)
*((0.90*(140/180))/0.90)
=1.586

1.586/0.255*(1.354/0.806)

吸気 : 10.448(300/270)
--------------------------------------------

7.20*(((0.90*(135/180))/0.90)
/((0.90*(45/180))/0.90))=21.6(排気)

8.00*(((0.90*(140/180))/0.90)
/((0.90*(40/180))/0.90))=28.0(吸気)

1.045*(21.6/28.0)=0.806(負圧)

1.045*(28.0/21.6)=1.354(貯金)

--------------------------------------------
2.270/300 :

1.045*(6.30/(0.048*15))
/(0.84*0.84*3.14*7.30)
*((0.90*(45/180))/0.90)
=0.141

0.141*(6.30/1.00)
*((0.90*(135/180))/0.90)
=0.666

6.30*(((0.90*(135/180))/0.90)
/((0.90*(45/180))/0.90))=18.90(吸気)

4.80*(((0.90*(140/180))/0.90)
/((0.90*(40/180))/0.90))=16.80(排気)

1.045*(18.90/16.80)=1.175(貯金)

1.045*(16.80/18.90)=0.928(負圧)

0.666/0.141*(1.175/0.928)
=5.980

吸気出力 : 5.980(270/300)
--------------------------------------------

膨張出力 :
吸気出力*揚程*全体行程
=膨張出力

--------------------------------------------
1.300/270 :
10.448*9.00
*((0.080*60)/(0.090*45))
=111.445

膨張出力 : 111.445(300/270)

2.270/300 :
5.980*9.00
*((0.070*45)/(0.048*60))
=58.865

膨張出力 : 58.865(270/300)
--------------------------------------------

圧縮出力 :
膨張出力*揚程/行程((行程*角度)
/全体行程)*(蓄電池(容積*密度
*熱伝導率*粘度*体積弾性率
/比熱/蒸気圧)/全体行程
*配線(容積*密度*熱伝導率*粘度
*体積弾性率/比熱/蒸気圧)
*点火栓(容積*密度*熱伝導率
*粘度*体積弾性率/比熱/蒸気圧))
=圧縮出力

--------------------------------------------
1.300/270
111.445*((0.080*45)/(0.090*60))
/((0.90*(15/180))/0.90)*2.617
=2333.212

2333.212*(8.00/(0.090*30))
*((0.90*(15/180))/0.90)
=576.101

2333.212/576.101=4.050

圧縮出力 : 4.050(300/270)

--------------------------------------------
2.270/300
58.865*((0.070*30)/(0.048*75))
/((0.90*(15/180))/0.90)*2.617
=1078.347

1078.347*((0.070*60/(0.048*45))
*((0.90*(15/180))/0.90)
=174.732

1078.347/174.732
=6.171

圧縮出力 : 6.171(270/300)
--------------------------------------------

排気出力 :
圧縮出力*揚程(排気弁/吸気弁)
*行程((角度*行程)/全体行程)
/排気弁弾簧定数
=排気出力

--------------------------------------------
1.300/270 :
4.050*((0.080*15)/7.20)
*((0.90*(135/180))/0.90)
=0.506

0.506*((0.080*15)/7.20)
*((0.90*(45/180))/0.90)
=0.021

0.506/0.021=24.095

24.095/3.00=8.031

排気出力 : 8.031(300/270)

--------------------------------------------
2.270/300 :
6.171*(4.80/(0.070*5))
*((0.90*(140/180))/0.90)
=65.824

65.824*(4.80/1.00)
*((0.90*(40/180))/0.90)
=70.212

(70.212+65.824)/2=68.018

68.018/3.00=22.672

排気出力 : 22.672(270/300)
--------------------------------------------

個別出力 :
(√((吸気+膨張+圧縮+排気)/4))
全体出力 :
個別出力*吸鍔点数

--------------------------------------------
1.300/270
(√((10.448+111.445+4.050+8.031)/4))
=5.787
個別 : 5.787
5.787*8=46.296
全体 : 46.296

2.270/300
(√((5.980+58.865+6.171+22.672)/4))
=4.839
個別 : 4.839
4.839*8=38.712
全体 : 38.712
--------------------------------------------

回転数 :
全体出力*曲軸外径/前後長
/撹拌抵抗/推桿*60
*吸気弁弾簧定数*排気弁弾簧定数
=回転数

--------------------------------------------
1.300/270 :
46.296*(36.0*6.28)
/((8.40*4)+(10.0*5))/((0.787+7.30)/2)
/(1.0*1.0*0.9*3.14*1.850)
*60*2.40*3.00
=2558.478

(300/270):
46.296@2558.478
--------------------------------------------

2.270/300 :
38.712*(36.0*6.28)
/((8.40*4)+(10.0*5))/((0.787+7.30)/2)
/(1.0*1.0*0.9*3.14*1.850)
*60*2.40*3.00
=2139.360

(270/300) :
38.712@2139.360
--------------------------------------------

フライホイールと連動板 :
全体出力
/フライホイール(外径*6.28*奥行/重さ)
/連動板(外径*6.28*奥行*枚数/重さ)

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1.300/270
46.296*2558.478
/(3.000*3.000*6.28*2.000/7.30)
/(2.700*2.700*6.28*2.000*3/7.30)
=203.282

2.270/300
38.712*2139.390
/(3.000*3.000*6.28*2.000/7.30)
/(2.700*2.700*6.28*2.000*3/7.30)
=143.138

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変速機耐久応力 :
全体出力*回転数
*フライホイールと連動板
<歯車
(一つあたりの寸法*密度
*体積弾性率*粘度)
<筐体
(寸法*密度*体積弾性率*粘度)

--------------------------------------------

1.300/270
203.282
<(((10.400/21)*2.400*2.400)
*3.14*7.300*11.000*0.700)<(((10.400*3.600*0.500*4)
+(3.600*3.600*0.500*2))
*7.300*11.000*0.700)

503.47714/10=50.3477...>50

4937.4864/10=493.748...>490

203.282<(50∈490)
143.138< (50∈490)
あるいは、
46.296<50<490
38.712<50<490

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2.感想

排気優位なら負圧で回転数→捩力の順に出力が増えて、吸気優位なら貯金で捩力→回転数の順で出力が増えます。
裏を返せば「回さないと走れないマシン」が排気優位のマシンで、「回さなくても走るマシン」が吸気優位のマシンになります。

国毎に規制の方針が異なりますが、日本がエミッションを優先していて、最近のアメリカがエミッションの規制を緩めて燃料消費率の方をあまり主張しなかったのは、
アメリカは吸気優位のマシンを取ったことなのかもしれません。

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アメリカは伝統的に密度が低い領域での運用を想定していて、日本は都市部/市街地/都市と都市の間で運用することを想定していて、
アメリカにしてみたら「日本は東京に何でも集め過ぎて、詰め込み過ぎている」ということなのかもしれません。

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アメリカは州ごとに世界的に有名な企業があって

(例.マイクロソフト→シアトル、ディズニー→カリフォルニア、ゼネラルモーターズ→デトロイト、
バーガーキング→フロリダ、IBM→ニューヨーク、コカコーラ→アトランタ、
KFC→ケンタッキーからテキサス(2025年から)、ジャックダニエル→テネシーetc)

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日本は任天堂→京都、スズキ→静岡、トヨタ→愛知とありますが基本的には霞が関や永田町の近くだからと大体の企業は東京にあります。

任天堂はコンピュータゲームソフトの会社ですが、そのソフトの審査をするCEROは京都から東京、464km、自家用車で6時間、新幹線で3時間かかる場所にあります。

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