機械工学

pythonで機械工学が学びたい#001

ウォーミングアップ問題

Q1. 切削加工の種類について,代表的なものを 3 つ挙げよ.

Q2. 直径 D (mm) の被削材を,回転数 N (min^−1 ) で旋削した場合の切削速度 V (m/min) をπ,D,N で表せ.

ウォーミングアップ解答

A1. 切削加工、研削加工、研磨加工

A2. V = π*D*N/1000

今回やる問題達

練習問題1 2次元切削において,す

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【自動車工学】エンジンの回転方向

自動車の場合、エンジン前方から見て、時計回りが標準の回転方向なのですが、飛行機の場合は、エンジン前方から見て、反時計回りが標準です。
 なぜこうなったのかは、過去の資料(エンジン設計の本やエンジン技術史の本)にもなく、良くは分かりません。
 自動車では、昔はホンダのエンジンが反時計回りでしたが、そのうちになくなりました。他社がすべて時計回りなので、トランスミッションやデフの調達に難があったのでしょ

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【自動車工学】圧縮比と膨張比

圧縮比18と、圧縮比10+膨張比18とでどちらが燃費率が低いのか、すなわち燃費率が良いのかと言うと、PV線図を描けばすぐに分かるのですが、圧縮比18のほうが燃費率は低いです。計算すると下図となります。

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平均有効圧の上限は何で決まるのか?

ガソリンエンジンの大敵はノッキングで、酷いとピストンやシリンダボア内面が溶けて、焼き付いたり穴が開いたり、エンジンが大破します。筒内圧や筒内温度が上がると、ノッキングが起きますので、これで最高筒内圧の上限すなわち平均有効圧の上限が決まります。
 排気や燃費を気にしなかった時代は、ノッキングを防ぎつつ平均有効圧を上げるために、高負荷時には過濃混合気とし、ガソリンの気化潜熱で筒内を冷やしていて、兼坂弘

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【自動車工学】平均有効圧

排気量が大きければトルクは増えるので、エンジンの本質的なトルク性能を考えるのには平均有効圧を用います。排気量1リットル当たりのトルクみたいなものです。式は下記です。

 平均有効圧は、

無過給ガソリンエンジンで大体
 平均有効圧=1MPa=10bar≒10気圧
 最高筒内圧=7MPa=70bar≒70気圧
過給ガソリンエンジンで大体
 平均有効圧=1.4MPa=14bar≒14気圧
 最高筒内圧

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【自動車工学】公式集

性能計算用エクセルシートを作りました。開くと下記ですので、灰色セルの青太字の数値を変えることでバリエーションを楽しめます。灰色セルの普通の字には、常識的数値が入っていますので、いじらないで下さい。
 同じクラスのクルマで、ガソリンとディーゼルの排気量の違いとか、燃費の違いとかが分かります。

都度追加していきます。

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【自動車】ガソリンか電気か;動力性能

日産リーフのトルクカーブを見つけたので、ガソリンエンジンと比べました。ガソリンエンジンは、リーフの出力に合わせてトルクカーブを決めました。その際には一般的なNAガソリンエンジンの回転数と平均有効圧を用いています。

 ガソリンエンジンの低速トルクが貧弱すぎると思うのは早計で、ミッションで低速トルクを持ち上げます。
 ミッションも含めて、駆動力相当を比較すると

 このときガソリンエンジンは排気量2

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【自動車】ガソリンか電気か;燃料代

ガソリンの仕様は下記のようなものです。

値段;136.4円/リットル(神奈川県ガソリンスタンド平均)
 e燃費(https://e-nenpi.com/gs/prefavg
低位発熱量;44MJ/kg
 村中重夫『新訂自動車用ガソリンエンジン』32ページ
密度;0.783g/cm3 at 15℃
 機械工学便覧γ4-1

つまりガソリンは1MJ(メガジュール)あたり、3.96円します。
 一方

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【自動車工学】番外編

蒸気機関を発明したのは誰でしょう? ネットが発展する前だったら、間違いなくジェームズ・ワットと答えたことでしょう。でも違います。
 クリスティアーン・ホイヘンス(1629~1695)が1673年に、世界で初めて火薬を使った往復型のエンジンを発明し、実際に試作されました。

 Cに火薬を入れておきます。ピストンDがBの位置に下がっている状態で、火薬に点火すると、火薬が燃焼し、ガス圧によりピストンDが

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【自動車工学】氷冷システム

インタークーラの水冷とか空冷の話をしましたが、速度記録車には氷冷があります。JCB DIESELMAXというディーゼル車です。2006年に563.418 km/hというディーゼル車の記録を出していて、まだ破られていません。
 なお開発には、イギリスのエンジン研究所リカルドが携わっていました。

 インタークーラだけでなく、エンジンの冷却系全体が氷冷です。上記ホームページの動画からですが、氷冷システ

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