HOME 教育状況公表 令和3年9月20日

自動車がなくなったら―目指せカーボンニュートラル―

山形大学  理工学研究科(工学系)  化学・バイオ工学科  伊藤智博

スライド JIS.D―自動車の規格

ビークルからモビリティへ、電気自動車の行方

ビークルからモビリティへ。 電気自動車から電気自転車、そして自動車よりもはるかに小さい超小型モビリティ。 化石燃料からバッテリーにパラダイムシフトするとき、必要なことは既成概念に囚われない豊かな想像力だ。

蓄電池 ソーラーパネル 太陽エネルギー 二酸化炭素 電気自動車
低炭素住宅 とV2H
https://jafmate.jp/blog/car/191129-60.html https://www.yamaha-motor.co.jp/wheelchair/ https://www.city.sendai.jp/jitensha/documents/koukizisikeikaku.pdf http://mjtrike.com/ https://whill.jp/ https://docomo-cycle.jp/ https://docomo-cycle.jp/sendai/

自動車とIoT

家電や自動車といった「モノ」を インターネットに接続する技術
IoTの対象となるモノ 家電(冷蔵庫、テレビ、ドアホン、給湯器)や自動車
センサー カメラ、マイク、タッチセンサー、スマートメーター、温度センサー、湿度センサー
通信 光ケーブル、無線通信、メタリックケーブル
IoT
13.情報処理概論 10.エネルギー化学 10.無機工業化学 15.エネルギー化学特論 IoT

組み立て型とプロセス型

製紙、鉄鋼、アルミニウム・・・はプロセス型、見込み生産。 自動車は組み立て型、受注生産。

カンバン方式、5S、QRコード。


日本車とは?

アメリカでアメリカ人が作っても、日本人が設計した車は、日本車。 トヨタで日本人が作っても、Googleが設計した車は、アメリカ車。

日本の動きは「性急」どころか、世界の動きに今頃になって追いつこうとしている状況だ。 中国、米カリフォルニア州などは、ガソリン車・ディーゼル車の新車販売を2030~2040年ごろに禁止する政策を数年前から検討し、打ち出している。 ヨーロッパでも、先頭を走るノルウェーは、2025年までにガソリン車・ディーゼル車の新規販売を禁止する。 イギリスは、これまで、ガソリン車新車販売禁止の時期を2035年としてきたのだが、2020年11月に計画を5年早め、2030年に前倒しした。 注目すべきなのは、日本では「電動車」に含まれているハイブリッド車(HV)に関しても2035年には新車販売が禁止されることだ。 EV化の面で日本は遅れている。EV推進を加速する一方で、ハイブリッド車に頼った環境対策からの卒業、いわば「卒HV」が急務になっている。 世界ではガソリン車とともにハイブリッド車も禁止される方向にある。 仮に、日本市場ではハイブリッド車販売が今後も認められたとしよう。 だが、世界市場のわずか5%に過ぎない日本市場でハイブリッド車を売っていても、日本の自動車メーカーが競争力を維持していくことはまず不可能である。

日本車があぶないより引用


自動車のリサイクル

自動車の材料のうち7割が鉄鋼、 2割が非金属材料、1割が 非鉄金属です。 リサイクルで資源を有効活用しましょう。

41 材料
金属材料非金属材料複合材料
鉄鋼材料非鉄金属材料 セラミックス
ガラス
高分子
炭素鋼
合金鋼
鋳鉄
鋳鋼
金・銀 ・
アルミニウム
マグネシウム
ニッケル
チタン
亜鉛
石材
セラミックス
木材・皮・繊維
プラスチック
繊維強化プラスチック
繊維強化金属
鉄筋コンクリート
金属強化セラミックス
無機工業化学

自動車の歴史

米沢高等工業学校本館 自動車展示室(教室)
自動車工業会 自動車部品工業会

日本の産業革命 とも言える明治時代に発展した 繊維産業 を支えた機械産業は、自動車産業へと発展を遂げました。

  • テキストと参考書
  • 自動車と自動車部品

    自動車はさまざまな部品から成り立ちます。 自動車 タイヤ ボディ 鉛電池 エンジン シャシ・・・ エンジンは鋳造で作りマシニングで仕上げます。キノコバルブは鍛造で作ります。 各種部品は CADCAEで設計されます。

    明治44年、トヨタグループの創始者・豊田佐吉が自動織機開発のための実験工場として「豊田自働織布工場」を名古屋に開設しました。その工場が旧豊田紡織(株)本社工場となり、さらに(株)豊田自動織機製作所やトヨタ自動車工業(株)の設立総会が開催された、トヨタグループ発祥の記念すべき場所です。そこに、大正時代の赤レンガ造りの工場建屋がそのまま残されてきましたのでそれらを貴重な産業遺産として保存するとともに、産業技術記念館として活用しています。


    工学部なら一度は行ってみたい トヨタ産業技術記念館

    ファアレディZに搭載されているVQエンジンを生産している 日産いわき工場

    自動車の作り方

    THE MAKING (129)自転車タイヤができるまで

    タイヤは、 天然 ゴム、合成ゴム、硫黄、炭素をニーディングして、 スチールのワイヤーとともに型に入れて成型して作ります。


    課外報告書 Web Class

    自動車は数多くの部材からなる。 無機工業化学で取り上げてきた、 化学薬品電気化学化成品鉄鋼非鉄金属セラミックス繊維を材料とする自動車部品をひとつ取り上げ、自動車の燃費向上のため材料をどのように改善するのがよいか議論せよ。

    材料からカタチを作る 鋳造(casting)について

    鋳造は鋳型に溶かした金属を流し込んでカタチを作る方法です。 鋳造 鍛造 研削 表面処理

    鋳型は3DCADで設計します。 鋳造は有限要素法でシミュレーションします。

    材料を3次元的な形状を持つに加工する方法には機械加工、鍛造、鋳造などの方法がある。 このうち鋳造は、金属の可融性を利用して、作ろうとする製品と同じ形状に作られた空洞部に、 溶かした金属を流し込んで固めてつくる方法である。 鋳造法の代表的な種類として砂型鋳造法、シェルモールド鋳造法、インベストメント鋳造法、ダイカストなどがある。 このうちシェルモールド鋳造法は、熱硬化性の合成樹脂を被覆した鋳型砂を加熱した金型に振りかけ、硬化させて鋳型を作る寸法精度の高い方法である。

    精密鋳造された 羽釜 CADCAEで設計されます。

    キューポラからほとばしる湯を鋳込む マツバラ のエンジニア

    鋳造

    鍛造

    ダイカスト

    熱機関とエネルギー変換効率

    オットーサイクル、 ディーゼルサイクル オットーサイクルでは圧縮比を上げることでエネルギー変換効率が上がりますが、 ノッキングを起こすとエンジンが壊れてしまいます。 そこでオクタン価の高いハイオクガソリンを使います。


    p-V線図(カルノーサイクル)
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    カルノーサイクル

    カルノーサイクル

    オットーサイクル

    ディーゼルサイクル
    平常演習 Web Class

    熱サイクルとその応用について調べてみましょう

    オットーサイクル、ディーゼルサイクル、ブレイトンサイクル、アトキンソンサイクル、冷凍サイクルからひとつ選び、pV線図とTS線図の概形とカルノーサイクルとの違いについてノートに書いて写真に撮り、jpg形式でアップロードしなさい。


    オクタン価とセタン価

    平常演習 Web Class

    オクタン価とセタン価について述べ、ハイオクガソリンをレギュラーエンジンに給油したときどうなるか議論せよ。

    False
    無機工業化学
    1. 明治43年、旧米沢高等工業学校の設立―産業革命と化学工業の歴史―
    2. 1000気圧が生み出す肥料と食料―酸・アルカリ工業と水資源―
    3. 3ボルトが生み出す洗剤と水素―電気化学工業―
    4. 1500℃が作る東京スカイツリー―鉄鋼―
    5. 1000℃、4Vが作る新幹線―非鉄金属―
    6. 3000℃が作る航空部材―窯業―
    7. ひとり毎日1キログラムの廃棄物―資源と環境とサプライチェーン―
    8. 太陽がくれた1キロワット毎平米―エネルギープラント―
    9. トイレットペーパーがなくなったら?-パルプ、紙、繊維―
    10. 自動車がなくなったら―目指せカーボンニュートラル―
    11. マンガ本がなくなったら―印刷技術と半導体―
    12. スマホがなくなったら―インターネットと光と音―
    13. 電池がなくなったら―生活に役立つ工業製品を作ろう―
    14. 食べ物がなくなったら―環境、持続可能な社会に向けて―
    15. ヒトはなぜモノを作らねばならないのか?-ひとりひとりの幸せを大切にするために-


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