内燃機関で最大のカルノー効率に最も近づいたとされるのは、ディーゼルエンジンの一部であると言われています。特に、ディーゼルエンジンは圧縮比が高く、理論上のカルノー効率に近づきやすい特性があります。
具体的なエンジンとしては、大型船舶や発電用に使用される**Wärtsilä-Sulzer RTA96-C**ディーゼルエンジンが高い効率を持つことで知られています。このエンジンは、非常に高い熱効率を実現しており、熱効率として最大で50%を超えると報告されています。
具体的なエンジンとしては、大型船舶や発電用に使用される**Wärtsilä-Sulzer RTA96-C**ディーゼルエンジンが高い効率を持つことで知られています。このエンジンは、非常に高い熱効率を実現しており、熱効率として最大で50%を超えると報告されています。
Wärtsilä RT-flex96CはフィンランドのメーカーWärtsiläが設計した2ストロークターボチャージド低速ディーゼルエンジンです。重油を燃料とする大型コンテナ船向けに設計されている。最大の14気筒バージョンは、高さ13.5メートル、長さ26.59メートル、重量2,300トン以上、出力80.08メガワット。世界最大のレシプロエンジンである。
14気筒バージョンは、2006年9月にエマ・メアスク号で初めて商業運航を開始した。設計は旧式のRTA96Cエンジンに似ていますが、コモンレール技術を採用しています(従来のカムシャフト、チェーンギア、燃料ポンプ、油圧アクチュエータシステムの代わりに)。これにより、より低い回転数(rpm)で最大の性能を発揮し、燃料消費量を削減し、有害な排出ガスを低減している。
エンジンにはクロスヘッド・ベアリングが採用されているため、常に垂直なピストン・ロッドがピストンの下に密閉状態を作り出します。その結果、エンジンの潤滑は分割され、シリンダーとクランクケースでそれぞれ異なる潤滑油が使用され、それぞれが指定された役割に特化している。シリンダーは、摩耗からシリンダーを保護し、一般的に使用される高硫黄燃料の燃焼中に生成される酸を中和するために調合された消耗潤滑油の連続的なタイミング噴射によって潤滑される。クロスヘッド設計は、ピストンにかかる横方向の力を低減し、シリンダーライナーの直径摩耗を1,000時間あたり約30μmに抑えている。
14気筒バージョンは、2006年9月にエマ・メアスク号で初めて商業運航を開始した。設計は旧式のRTA96Cエンジンに似ていますが、コモンレール技術を採用しています(従来のカムシャフト、チェーンギア、燃料ポンプ、油圧アクチュエータシステムの代わりに)。これにより、より低い回転数(rpm)で最大の性能を発揮し、燃料消費量を削減し、有害な排出ガスを低減している。
エンジンにはクロスヘッド・ベアリングが採用されているため、常に垂直なピストン・ロッドがピストンの下に密閉状態を作り出します。その結果、エンジンの潤滑は分割され、シリンダーとクランクケースでそれぞれ異なる潤滑油が使用され、それぞれが指定された役割に特化している。シリンダーは、摩耗からシリンダーを保護し、一般的に使用される高硫黄燃料の燃焼中に生成される酸を中和するために調合された消耗潤滑油の連続的なタイミング噴射によって潤滑される。クロスヘッド設計は、ピストンにかかる横方向の力を低減し、シリンダーライナーの直径摩耗を1,000時間あたり約30μmに抑えている。
この巨大な舶用エンジンが、多くの巨大コンテナ船に動力を供給している理由を見てみよう。14気筒の最大バージョンは、エマ・マースク号に初めて搭載され、102 rpmで108,920 hp、同じ回転数で5,608,312 ft/lbのトルクを発生する。
シリンダーボアは38″弱、ストロークは98″という巨大なものだ。シリンダーあたり111,143立方インチ(1820ℓ)で、14気筒バージョンでは合計1,556,002立方インチ(25,480ℓ)になる。この燃料を供給し続けるには、1時間あたり約1660ガロンが必要だ。しかし、熱効率は50%を超え、一般的な自動車用エンジンの約2倍と非常に効率的だ。
これらのエンジンは2ストローク・ディーゼルで、ユニフロー・エキゾースト・スカベンジングを採用しており、基本的には有名なデトロイトの2ストローク・ディーゼルに似ている。吸気ポートがシリンダーバレルに開口しており、使用済みガスはシリンダーヘッド上部のバルブから油圧で排気される。
シリンダーボアは38″弱、ストロークは98″という巨大なものだ。シリンダーあたり111,143立方インチ(1820ℓ)で、14気筒バージョンでは合計1,556,002立方インチ(25,480ℓ)になる。この燃料を供給し続けるには、1時間あたり約1660ガロンが必要だ。しかし、熱効率は50%を超え、一般的な自動車用エンジンの約2倍と非常に効率的だ。
これらのエンジンは2ストローク・ディーゼルで、ユニフロー・エキゾースト・スカベンジングを採用しており、基本的には有名なデトロイトの2ストローク・ディーゼルに似ている。吸気ポートがシリンダーバレルに開口しており、使用済みガスはシリンダーヘッド上部のバルブから油圧で排気される。
世界最大のディーゼルエンジンは1932年に製造された
カルノー効率そのものは理論上の最大効率を示すものであり、実際のエンジンがこの効率に達することはありません。実際の効率は、エンジンの設計、運転条件、材料特性、不可避なエネルギー損失(摩擦、熱損失など)によって制限されます。Wärtsilä-Sulzer RTA96-Cエンジンなどの高効率ディーゼルエンジンは、現実的な範囲での最高効率を達成していますが、それでもカルノー効率には達していません。
このエンジンの実際の熱効率がカルノー効率にどの程度近いかを正確に評価するのは難しいですが、理論的には、カルノー効率の70-80%程度まで達することがあるとされています。これは、内燃機関の世界では非常に高い効率です。
マキタは小型外航船向けエンジンの市場で世界シェア40%を占めています。
2011年以来、世界No.1のポジションを譲ったことがなく、経済産業省が世界市場で目覚ましい活躍を見せる企業を顕彰する「グローバルニッチトップ企業100選」に選定されています。
船舶用エンジンの設計を行うエンジンライセンサーは世界に3社のみ。当社は、小型外航船向けエンジンの部門でシェア90%を占めるドイツのMAN Energy Solutions(以下、MAN社)とのサブライセンス契約のもとエンジンを製造しています。