ハイブリッド車の燃費向上策

レシプロエンジンの燃費を良くするには、圧縮比を上げることがよいのはよく知られている。これは上死点での温度と下死点での温度で熱効率の限界が決まるという、熱力学の理論的帰結として導かれている。しかしガソリンエンジンの圧縮比を上げると最後にはジーゼルエンジンと変わらなくなってしまう。

一方でジーゼルエンジンは、潤滑上ピストン速度の限界があるので高回転化が難しい。この対策として、潤滑不要のセラミックエンジンも考えられたが今までのところ成功していない。恐らく振動に耐えるセラミック材料がまだ開発されていないためだろう。

そこで考えたのが、排気の残圧と残熱を利用して発電を行うことだ。エンジンを小型化して出力あたりの重量を減らして燃費を稼ぐため、吸気を過給することはすでに行われている。しかし、ターボ過給器に残圧を利用する場合でも、残圧のかなりの部分は利用されていないだろう。

そこで考えたのがメカニカル過給器を利用して効率の過給を行い、排気圧を上げることで効率よくタービン式発電機を回すことだ。これであれば、最終的な熱利用率が上げられるはずだ。さらに最終排気の残熱を利用して熱電対で発電すればさらに効率は上がる。冷却水の熱も利用すれば更によい。