多点点火はガソリンエンジンの切り札となるか？

さて、待ってた人もそうでない人も、お待たせしました。
テクノロジー解説のお時間です。

今回は、ミヤマが開発した多点点火装置を取り上げることにしました。
この装置、独特な形状をしているので、文面でどう伝えようかと思っていましたら、
特許の概要にしっかり図面がありました。こちらです。
図面や写真からは、「ヘッドガスケットと置き換え」なのか「上下にガスケットを挟む」のか判断できませんでしたが、とにかくヘッドとブロックの間にサンドイッチして使う形になります。
画像では装置の電極は6カ所ですが、紙面で取り上げられていたものは12カ所の電極がありました。
この電極と、燃焼室上部のスパークプラグで同時点火を行うという仕組みです。

こうすることで、理論上は今までの半分の時間で燃焼が終わります。
どうしてこれが凄いことなのか？

ガソリンエンジンというのは、燃料が急激に燃焼（つまり爆発です）する際に発生する熱で空気を膨張させて出力を取り出しています。
ですので、ピストンが上死点に達した瞬間に全ての燃料が一瞬で燃焼するのが理想的です。
しかし、燃料が燃焼するにも、その熱が空気に伝わるのにも、（ミリ秒単位ですが）時間がかかります。
そのため、ガソリンエンジンでは上死点直後で空気の圧力が最大となるように、上死点より手前で点火していますが、上死点より前で点火すると、上死点に達するまでに発生した熱は、ピストンを押し戻そうとする負の仕事に使われ、熱効率が落ちてしまいます。
かと言って、上死点より後で点火すると、燃焼が終わる頃にはピストンが下がりすぎていて、発生したエネルギーをうまくピストンに伝えられません。
この難しい妥協の上に成り立っているのが現在のガソリンエンジンと言えます。

しかし、今までの半分の時間で燃焼が終わるとしたら、点火時期をグッと遅くできます。つまり負の仕事が減らせます。（他にも最大燃焼圧力が上がったり、排ガスがクリーンになったりしますが、それを説明するにはちょっとスペースが足りません^^；）

で、結果として今回ミヤマ社が開発した装置を装着したエンジンは、3000rpmという実用回転域で熱効率44%を叩き出しています。（そのときの点火時期はノーマル上死点前40°に対して上死点前16°です）
ちなみに、一般的なガソリンエンジンの熱効率は30%強、ディーゼルエンジンでも40%程度です。
しかし驚くのはこれからです、この驚異の熱効率を達成したエンジンは、実験用に作られたものではありません。
SR20という、旧世代の（直噴ですらない）ごく一般的な既存のエンジンなのです！
これは2つの重要なことを意味します。
一つは、この装置が既存エンジンに若干の加工を施すだけで装着可能なこと。
もう一つは、現在の技術で多点点火専用のエンジンを作れば、熱効率はもっと上がるということ。
おそらく50%の大台には乗るんじゃないでしょうか。
普通乗用車でも15km/L以上が当たり前の時代も近いかもしれません

当面の課題は耐久性とメンテナンス性の向上（現状では交換作業がヘッドの脱着を含むため、短期の定期交換部品とするのは非現実的）ですが、ここはF1にでも頑張ってもらいましょうか（笑
こういうところでモータースポーツが「実験場」であることをアピールしておかないと色んな所から叩かれますからね。どうですかトッド会長、F1に多点点火を導入してみては？

熱効率が上がると言うことは、同じ量の燃料から取り出せる出力が増えると言うことですから、将来的にチューニングパーツとして発売される可能性も・・・？