エンジンの理論的なお話
エンジンの出力を考える時は熱力学がベースとなります｡以降は専門的な話になるので読みにくい文章になるかもしれませんが､ご了承ください｡
ガソリンエンジンは熱力学的に言うとオットーサイクルが理想サイクルとなります｡
このサイクルを横軸にV(Volume=体積)、縦軸にP(Pressure=圧力)として図に表すと次のようになります｡
軸の説明をもう少しすると横軸はシリンダライナーの体積を表しピストンの上下運動により体積はV１（下死点）からV2（上死点）まで移動します｡
縦軸はピストンの上下運動によりP1(大気圧）からP3（最高圧力）まで変動します｡
以下にピストンの移動と状態の変化を列記します｡なお、状態は1-2-3-4-1と変化します｡
1-ピストンは下死点（最も下がった点でありB.D.C.=Bottom
Dead Centerとも言います)にあり圧力は大気圧です｡ここからピストンの上昇が始まり体積が減ると伴に圧力が上昇します｡ピストンが上昇するという事はエネルギーを使っている状態であり、実際のエンジンでは圧縮行程にあたります｡
2-ピストンは上死点（最も上がった点でありT.D.C.=Top
Dead Centerとも言います）にあり断熱圧縮により圧力は上昇します｡ここからエンジンはスパークプラグにより混合気が着火し燃焼に至ります｡
3-ピストンは同じく上死点にありますが､外部から熱が導入されることにより体積は同一で圧力は最高値(Pm=Pressure
max)に達します｡ここからピストンの下降が始まり圧力が下降します｡ピストンが下降するということはエネルギーを回収している状態であり､実際のエンジンでは膨張行程にあたります｡
4-ピストンは再び下死点になり圧力が下降します｡エンジンでは排気弁が開くことにより燃焼後のガスを排出します｡実際のエンジンでは排気行程にあたります｡
と、ここまで読んで吸気工程が無いじゃないかとお思いの方もいらっしゃると思います｡このグラフでは４ストロークエンジンの４行程を表しているわけではありません｡あくまで理想的なサイクルの話をするためにこのグラフを持ち出しただけです｡
このオットーサイクルにおいて理論的には圧縮比(=V2/V1)を増やすことにより熱効率を上昇させることが出来ます｡
熱効率とは投入した熱量（燃料が持っているエネルギー）に対して排出される熱量（排気ガスがもっているエネルギー）の比の事を言いこれが高いと投入した熱量に対してより多くのエネルギーを取り出す事が出来ます｡
