2025年：内燃機関
2025-14：2025年度 第14問（問題）
次の１～６の記述は、内燃機関について述べたものです。その内容が最も適切なものを３つ選び、その番号を答えてください。
１．レシプロエンジンは、火花点火方式と圧縮点火方式に分けられ、ガソリンを燃料に用いるガソリンエンジンは火花点火方式に、軽油などを燃料に用いるディーゼルエンジンと液化石油ガス（ＬＰＧ)や圧縮天然ガス（ＣＮＧ)を燃料に用いるガスエンジンは圧縮点火機関に分類される。
２．レシプロエンジンの圧縮比は、排気量と燃焼室容積との比から求める。
３．４サイクルガソリンエンジンの吸気行程ではシリンダ内に空気のみを吸い込むが、４行程ディーゼル機関の吸気行程ではシリンダ内に混合気を吸い込む。
４．クランクケース掃気方式を採用する２サイクルガソリンエンジンは、クランクシャフトが１回転する間にシリンダ内への混合気の供給から燃焼ガスの排出までを行い、動力を発生させている。
５．ガソリンエンジンにおいて、排気量より多くの空気をシリンダ内に供給するスーパチャージの駆動方式には、ターボチャージャや機械式スーパチャージャがあり、さらに過給する空気を冷却するインタークーラを備える場合もある。
６．ガソリンエンジンの停止は、ディーゼルエンジンと異なり、点火系統の回路を切って放電火花が飛ばない状態にして停止させる。
（6点）
４、５、６
2024年：内燃機関
2024-14：2024年度 第14問（問題）
次の１～６の記述は、内燃機関について述べたものです。その内容が最も適切なものを３つ選び、その番号を答えてください。
１．絶対温度Ｔ[Ｋ]は、一般的に用いられているセルシウス温度ｔ[℃]に273.15を加えた値なので、標準大気圧のもとで純水が沸騰しているときの絶対温度は373.15Ｋである。
２．２行程ガソリン機関は、ピストンの２行程すなわちクランク軸が１回転する間にシリンダへの混合気の供給から燃焼ガスの排出までを行って動力を発生させる機関で、４行程ガソリン機関にはない抽気とよばれる特有の働きがある。
３．往復動機関のクランク軸の後端に取り付けたねじりモーメントが大きなフライホイールは、膨張行程の時にはエネルギーの一部をたくわえ、吸入行程などの時にはそのエネルギーを取り出して動作させるとともに、軸トルクの周期的な変動が起こらないようにする働きもある。
４．ガソリン機関における混合気への点火は、燃焼室に取り付けた点火プラグの電極間に15～30kＶの高電圧を加えて放電火花を発生させて行うが、その点火時期は機関の性能を左右する。
５．自動車用ディーゼル機関の燃料に用いられる軽油は、ピストンが圧縮行程の上死点に到達する直前に、ノズルから高温・高圧の空気を閉じ込めた燃焼室内へ噴射される。
６．ガソリン機関やディーゼル機関のシリンダ内での燃焼は、完全には行われにくい。そこで、これらの内燃機関のシリンダ内で実際に発生した熱量と、供給された燃料が完全燃焼したとき発生する熱量との比を正味熱効率で表す。
（6点）
１、４、５
2023年：内燃機関
2023-14：2023年度 第14問（問題）
次の１～６の記述は、内燃機関について述べたものです。その内容が最も適切なものを３つ選び、その番号を答えてください。
１．内燃機関は、燃料にガソリンを用いるガソリン機関、軽油や重油を用いるディーゼル機関などの容積形機関と、天然ガスや高炉ガスなどの気体燃料あるいは灯油などの液体燃料を用いるガスタービンなどの速度形機関とに大別できる。
２．熱力学の第１法則は、熱機関に動力を発生させるためには、それに相当するだけの熱エネルギーを消費しなければならないことを表している。
３．往復動機関では、ピストンが動く下死点から上死点までの距離を行程といい、その１行程で押しのける容積を行程容積または排気量という。なお、多シリンダ機関の場合には全シリンダ分の排気量を総行程容積または総排気量という。
４．自動車用の水冷式ガソリン機関のエンジンブロックは、シリンダと一体となったクランクケースで、シリンダのまわりには水ジャケットが設けられ、おもに耐熱鋼鋳鋼やアルミニウム合金鋳物でつくられる。
５．一般に、ガソリン機関では、点火系統に通電して運転状態にしたのち、スタータモータの歯車をリングギヤにかみ合わせて回転させて始動させるが、大形船用ディーゼル機関などでは、点火順序に従ってシリンダに供給した圧縮空気でピストンを作動させて始動させる。
６．往復動機関の排気損失には、膨張行程の途中で排気弁が開くことなどが関わり、ポンプ損失には、水ジャケット内を循環する冷却水を送るポンプを駆動することなどが関わる。
（6 点）
１、３、５
2022年：内燃機関
2022-14：2022年度 第14問（問題）
次の1～6の記述は、内燃機関について述べたものです。その内容が最も適切なものを3つ選び、その番号を答えてください。
- 純水は、標準大気圧のもとでは約273Kで沸騰する。
- ある物質を加熱したところ、内部エネルギーが30kJ増加するとともに外部に7.3kJの仕事をした。この場合、加えた熱量に対する仕事の割合は19.6%である。
- 船用大形ディーゼル機関に用いられる低速2行程ディーゼル機関の掃気方式には、排気弁をもつユニフロー掃気や、排気弁をもたないクロスフロー掃気などが採用されている。
- 4行程ガソリン機関におけるカム軸駆動装置のカム軸の回転は、クランク軸の回転の2倍である。
- ディーゼル機関のNOx浄化対策のひとつである選択触媒還元(SCR)には、還元剤として尿素水を使用するものがある。
- 低位発熱量が43500kJ/kgのガソリンを用いてガソリン機関の性能試験を行ったところ、軸出力が46kWのときの燃料消費量が12kg/hであった。そこで、この時の正味熱効率を8.8%と算出した。
(6点)
2、3、5
2021年：内燃機関
2021-14：2021年度 第14問（問題）
次の１～６の記述は、内燃機関について述べたものです。その内容が最も適切なものを３つ選び、その番号を答えてください。
１．燃料に軽油や重油を用いるディーゼル機関は圧縮点火機関に分類され、燃料に液化石油ガス（LPG）や圧縮天然ガス（CNG）を用いるガス機関は火花点火機関に分類される。
２.小形の２行程ガソリン機関は、下降行程のときに混合気をクランクケースへ吸い込み、上昇行程のときにピストンで混合気を圧縮するクランク室掃気方式を採用している。
３．往復動機関のクランク軸に取りつけたフライホイールは、トルクの周期的な変動を抑える働きがある。
４．ガソリンが完全燃焼するための理論的な混合比を理論混合比といい、その値は質量比で約14.8 である。
５．水冷式往復動機関の冷却水ポンプの駆動にともなう損失は、ポンプ損失と呼ばれる。
６．往復動機関の軸出力は、クランク軸の回転速度に比例し、軸トルクに反比例する。
１、３、４
2020年：内燃機関
2020-14：2020年度 第14問（問題）
次のア～カ の記述は、内燃機関について述べたものです。その内容が適切なものを３つ選び、その 記号 を答えてください。
ア．熱エネルギーと仕事は、どちらもエネルギーの一つの形であって、仕事を熱エネルギーに変えることも、その逆も可能である。これを熱力学の第一法則という。
イ．往復動機関の圧縮比は、 排気量 と燃焼室容積との比から求める。
ウ．２ 行程ガソリン機関は混合気を用いて掃気するが、２行程ディーゼル機関は空気を用いて掃気する。
エ．直接噴射燃焼室式のディーゼル機関は、熱効率が高い特徴があるが、着火性の良い燃料と、 始動のためのグロープラグ が必要である。
オ．ガソリン機関の停止は、ディーゼル機関とは異なり、点火系統の回路を遮断して電気火花が飛ばない状態にして行う。
カ．往復動機関の燃料消費性能は、軸出力 1kW あたり 1 時間ごとに消費する燃料の 量 で表し、それを燃料消費率 L／（ k W ･ h ）という。
（6 点）
ア、 ウ 、 オ
2019年：内燃機関
2019-14：2019年度 第14問（問題）
１～６の記述は、内燃機関について述べたものです。その内容が適切なものを３つ選び、 その番号を答えて 下 さい。
１．カルノーサイクルは、自動車用ガソリン機関の理想的なサイクルで、その圧縮行程および膨張行程での気体の状態変化は断熱変化 および定圧変化 である 。
２．自動車用の 往復動機関のエンジンブロックは、シリンダと一体となったクランクケースで、水冷式機関では、シリンダのまわりに水ジャケットを設ける。
３．４ 行 程機 関では、排気行程から吸気行程へ移るときに、上死点付近で吸気弁と排気弁がともに開いている期間があり、この期間は弁オーバラップとよばれる。
４．ガソリン機関に用いられるコモンレール燃料噴射システムは、高圧サプライポンプで高圧にして畜圧容器に蓄えた燃料を、コモンレール燃料インジェクタから燃焼室内に直接噴射する。
５．往復動機関の正味出力は、シリンダ内の圧力と体積との関係を表すインジケータ線図から求めることができる。
６．遠心圧縮機翼車と一体 と なった タービン翼車を用いた 半径流タービンは、 小形のガスタービンに用いられる。
6 点
２、 ３ 、 ６
2018年：内燃機関
2018-14：2018年度 第14問（問題）
次の1～3の記述は、内燃機関について述べたものです。空欄にあてはまる最も適切なものを下の選択肢からそれぞれ1つずつ選び、その記号を答えて下さい。
- 往復動機関の圧縮比は、( 1 ) を燃焼室容積で割った値である。
《選択肢》 ア. 行程容積 / イ. シリンダ容積 / ウ. 排気量
- ガソリン機関の基本サイクルである ( 2 ) サイクルは、オットーサイクルともいわれる。
《選択肢》 ア. 定容 / イ. 定圧 / ウ. 複合
- ディーゼルノックとよばれるディーゼル機関特有の現象を起こしにくくするためには、( 3 ) の高い燃料を用いるのも一つの方法である。
《選択肢》 ア. オクタン価 / イ. 高位発熱量 / ウ. セタン価
(6点)
1. イ
2. ア
3. ウ
2017年：内燃機関
2017-14：2017年度 第14問（問題）
次の1～6の記述は、内燃機関について述べたものです。その内容が適切なものを3つ選び、その番号を答えて下さい(解答用紙に4つ以上塗りつぶした場合は超過した解答数に応じて減点となります)。
- 圧縮機、燃焼器、および圧縮機と同軸のタービンで構成される開放サイクルガスタービンは、タービンで発生した軸動力のかなりの部分が圧縮機の駆動のために使われるうえ、ノズルやタービン羽根に高級な耐熱材料を必要とし、出力軸は高速回転となるため、減速装置を必要とすることが多い。
- ガソリン機関は、圧縮比を高くすることで理論熱効率を向上させることができるが、同時にノッキングと呼ばれる異常燃焼が起こりやすくなるので、一般に圧縮比の高い機関はオクタン価の高いガソリンを使用することが多い。
- 理想的な定容サイクルのp-v線図で、断熱圧縮、定容加熱、断熱膨張、定容放熱からなる高速ディーゼル機関の基本的なサイクル、すなわちブレイトンサイクルを表している。
- クランク室掃気方式を採用する2行程ガソリン機関は、クランク軸が1回転する間にシリンダ内への混合気の供給から燃焼ガスの排出までを行って動力を発生させている。
- 自動車用4行程ガソリン機関に用いられるアルミニウム合金鋳物製のピストンには、2本のクッションリングと1本のオイルリング、すなわち合計3本のピストンリングを取り付けるのが一般的である。
- 往復動内燃機関では、運転にともなって排気損失などいろいろな損失が生じるが、機関の運転に必要な冷却水ポンプやオイルポンプなどの補機を駆動するための損失は、ポンプ損失と呼ばれる。
(6点)
1、2、4
2016年：内燃機関
2016-14：2016年度 第14問（問題）
次の1～6の記述は、内燃機関について述べたものです。その内容が適切なものを3つ選び、その番号を解答用紙に記入して下さい。
- ガソリン機関の基本サイクルである定容サイクルでは、圧縮比を大きくすれば理論熱効率は高くなる。
- 内燃機関には水冷式や空冷式の冷却装置を設けるが、圧縮比をより高くすることができるのは空冷式である。
- 往復動機関において、行程容積より多くの空気をシリンダ内に供給する過給に用いる過給機の形式には、排気ターボ過給や機械式駆動過給があり、さらに過給する空気を冷却する給気冷却器を備える場合もある。
- ディーゼル機関のノッキングの発生を抑止するためには、オクタン価の高いディーゼル機関用燃料を用いるのがよい。
- 往復動機関では、完全燃焼して発生する熱量のうち25～47%くらいが有効な仕事となり、残りは排気損失や冷却損失および機械損失となる。この配分割合を図にしたものを熱流れ図という。
- 開放サイクルガスタービンは、往復動機関に比べて構造が簡単で、大出力が得やすく、出力の割に小形・軽量につくることができる。また潤滑油の消費量も少なく、ガソリンよりも低質の液体燃料や気体燃料を使用できるなどの特徴がある。
(2点×3問=6点)
1、3、6
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