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トラックがディーゼルエンジンを使う理由はなぜ?

大きくて重いトラックの車体を、長時間、安全かつ安定的に動かし続けるエンジン。ここでは事業用のトラックがよく搭載しているディーゼルエンジンについて、ガソリンエンジンとの比較をしながら解説します。

トラックにディーゼルエンジンが使われる理由とメリット

車のエンジンの種類には、ディーゼルエンジン(以下「ディーゼル」)とガソリンエンジン(以下「ガソリン」)の2種類があります。そして事業用のトラックには「ディーゼル」の方が多く採用されています。

同じように車体の大きなバスでも多く採用されていることから、どうやら「大きい車体に合うエンジン」であろうことがうかがえます。では具体的な理由を見てみましょう。

熱効率が高い

エンジンは燃料を燃焼させた時に発生する熱を動力に変換する装置です。「ディーゼル」は、多くの空気を使うので、効率よく燃焼を促すことができます。

具体的な熱効率の数値は「ディーゼル」が30~34%、「ガソリン」が24~28%と言われています。

登り坂でも息切れしない

長い坂道に差し掛かると「登坂車線」がありますね。スピードが落ちながらもウンウンがんばって登っている大型車を目にすることは多いと思います。

車は、坂道を上るとき、次第に力が出なくなってスピードが落ちてしまうものですから、車体の大きな車ならなおのことです。

そんな坂道でのがんばりには、タイヤを回す力の大きさ(トルク)が関わっていて、「ディーゼル」の方が優れているのです。

エンジンの構造がシンプル

ガソリンは空気中で自然に火が付くものではないので、爆発させるには点火装置が必要になります。

一方軽油は、圧縮され空気の中に噴射するだけで自然に火が付くので、点火装置が必要ありません。

構造がシンプルであることで、故障の原因が減って、長持ちするというわけです。

安全性が高い

軽油は、引火点が45~80度、非揮発性です。一方ガソリンは、引火点がマイナス35~46度、揮発性です。

つまり軽油は、近くに火の気(静電気も含む)があっても引火することがなく、より安全に取り扱えます。

ブレーキ性能が高い

ディーゼル車には、ガソリン車にはない「排気ブレーキ」が備わっています。

排気を抑制して、シリンダー内部の圧力を上げて、エンジンの回転数を落とす仕組みです。

大型の車両は、ブレーキをかけてから停止するまでの距離が長いのでこの点は重要です。

ディーゼルエンジンのデメリット

振動が多く句乗り心地が悪い

「ガソリン」に比べて、エンジン内の爆発が大きいため振動が車体にも伝わるので、乗り心地が悪いと感じることにつながります。

逆に快適な乗り心地を重視したい乗用車に「ガソリン」が採用されているのはそのためです。

ディーゼルは寒さに弱く凍ってしまう

また、軽油は寒さに弱く、マイナス5度ぐらいで凍ってしまうので、寒冷地には向いていません。

そのためディーゼル車は使える場所が選ばれてしまうという問題点があります。

その他のデメリット

なお年々厳しくなる排気ガスの規制について、軽油はもともと硫黄(サルファー)が含まれている点が問題視されていました。しかし改善がどんどん進み、2005年1月からは硫黄分を下げた商品の販売が始まりました。石油業界は問題解決に向けて積極的に取り組んでいるのですね。

ディーゼルエンジンとガソリンエンジンの仕組み

車が運転できるからといってエンジンの仕組みがわかっているかと問われると「なんとなくなら。わからなくても運転できているし・・・」という方が多いのではないでしょうか。ここでは改めてディーゼルエンジンとガソリンの仕組みがどうなっているのか確認したいと思います。

ディーゼルエンジンの仕組みと構造

空気を取り込む

エキゾーストバルブが閉じて、インレットバルブが開きます。するとピストンが下がってシリンダ内に空気が流れ込みます。

空気を圧縮する

空気が流れ込んだことでピストンが上がり、インレットバルブが閉じて、シリンダ内に閉じ込められた空気が圧縮されます。

燃料と空気を燃焼させる

インジェクションノズルから霧状になった軽油が噴出され、圧縮された空気と混ざることで自然に発火して爆発が起こります。その勢いでピストンが押されます。

排気ガスを排出する

エキゾーストバルブが開いて、爆発後の排気ガスが排出されます。

ガソリンエンジンの仕組みと構造

では、違いを知るために「ガソリン」の仕組みについても確認しておきましょう。

空気を取り込む

エキゾーストバルブが閉じて、インレットバルブが開きます。するとピストンが下がって、混合気(ガソリンと空気)が入ります。

空気を圧縮する

混合気が入ったことでピストンが上がり、インレットバルブが閉じて、シリンダ内に閉じ込められた混合気が圧縮されます。

燃料と空気を燃焼させる

スパークプラグが混合気に点火して爆発を起こします)。その勢いでピストンが押されます。

排気ガスを排出する

エキゾーストバルブが開いて、爆発後の排気ガスが排出されます。

ディーゼルエンジンとガソリンエンジンの仕組みの違い

基本的な工程はどちらも同じですが、まずは空気だけを入れる「ディーゼル」と、混合気を入れる「ガソリン」、そして自然発火する軽油と点火が必要になるガソリン、というのが両者の違う点です。

ディーゼル、ガソリン、灯油、LPガスの関係

原油からは沸点の違いを利用して、複数の「油」が連産品として蒸留・抽出されます。蒸留温度が低い物から並べると、LPガス、ガソリン・ナフサ、灯油、軽油、残油・アスファルトとなります。

LPガスは、タクシーに使われたり、家庭用のガスとして使用されます。

ガソリン・ナフサはガソリン車にはもちろんのこと、多くの石油製品に使われます。

灯油は最近はずいぶん減りましたが家庭用のストーブに、またジェット機にも使われています。

軽油は「ディーゼル」を搭載している車(バスやトラック)に使われます。そして残油・アスファルトは船に、また火力発電所でも使用されます。

 

「ディーゼル」は軽油のサルファーフリー化が進んだことで、クリーンエンジンとして認識が深まりつつありますが、日本の実情はまだまだガソリン車が多く、保有台数で見ると全体のわずか数パーセントに過ぎません。そのためガソリンを生成すると同時発生する軽油が日本では余剰傾向にあり、国外に輸出されています。つまり余っている軽油を使う手段として、「ディーゼル」の普及が最良の手段であり、バスやトラックはここに一役買っていると言えるのです。

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