P-V 曲線

圧縮空気がもつエネルギーはどのようにシステムの効率を増加させるのでしょうか?

そのカギは熱力学的な圧力と体積の変化であり、エンジンはこの原理を利用して駆動します。

内燃機関は、圧縮と膨張の2段階の高圧のストローク工程で行い、燃料を消費してエネルギーを生成します。圧縮工程は負の仕事をします。つまりエンジンがエネルギーを消費して燃焼効果を生み出します。一方膨張工程は正の仕事をします。つまり燃焼によって膨張するガスがエンジンに働きかけてエネルギーを生成します。

エンジンから得られる正味のエネルギー (エンジン効率) は、燃焼工程から取り出せるエネルギーから圧縮工程で消費されるエネルギーを差し引いたものです。PｰV曲線下の面積は、各工程で消費されるまたは得られるエネルギーに相当します。

Scuderi スプリットサイクルエンジンから得られる正味エネルギーはこれら2本のP-V (圧力・体積) 曲線の面積の差になります。

エンジンが空気タンクに貯蔵されている圧縮空気で作動している間は、圧縮によるロスはほぼゼロです。その結果、この方式で作動するエンジンの効率は、本質的に膨張曲線の面積に等しくなります。

圧縮曲線	パワー曲線