かきぃのブログ一覧

　自分のZD30ddtiをもっと知ってみようと、自動車技術会にZD30の論文を請求していました。入金してすぐに発送して頂き、届きました。
　正式には、日産ディーゼル技報・製品紹介でした。ZD30ddtiは、コモンレールが普及する前従来の噴射ポンプとノズルでクリーン化を狙ったエンジンで日産独自のM-Fire燃焼コンセプトを採用した当時としては革新的なエンジンでした。
　当時は、自動車由来のNoxやディーゼル車由来のPMが取りざたされつつあった時代でありそれを解消しようと取り組んだ成果でもあります。

　従来のディーゼルエンジンは燃費効率が優先化されており、圧縮上死点の燃焼室内の圧力が最高の段階で燃料を噴射し点火させる拡散燃焼方式をとっていました、この方式だとピストンの上死点からの仕事量は稼げますが、高圧での拡散燃焼のため、シリンダー内が高温高圧となりNOxが生成されます。
　これを減らそうと低圧で燃やそうとすると、筒内温度が上がらず緩慢な燃焼になり不完全燃焼起こしPMが増えるばかりか仕事量も失うことになってしまします。NOxとPMはトレードオフの関係にあるというのは有名です。
　そこで、日産はM-Fire燃焼という低温予混合燃焼技術を開発し、YD,ZDに搭載しました。この、技術の考えは今のマツダのスカイアクティブD（以下スカイD）に通じるものがあり読んでいて感慨深いものでした。

　まず、M-Fire燃焼ではまず、拡散燃焼で発生する大量のNOxを減らすことから考えたようです。手始めに燃料の噴射を従来の高温高圧になる上死点で行うのではなく、上死点からピストンが下がり始める時に噴射を行うことにしました。その時点でも筒内の高温と残圧のため自然着火が起こってしまいます。そのため、さらに「大量のEGR」（悪名高い！？）を投入することで緩慢な燃焼を実現し、排気循環燃焼による排出ガスの低減も狙っています。また、均一な燃焼を得るために、吸気ポートに二個のスワール生成ポート（高スワール、低スワール）を設置し、スワール気流の流線の違いによる高速旋回流を発生させ燃料を十分に混合させています。
　高温高圧での着火を捨て、大量のEGRでさらに低温にすることでNOxの発生を抑えて、失火、不完全燃焼しないよう高速スワールで完全に混合させて点火！ということのようです。　（NOxとPMをダブルで退治）
　また、可変ノズルターボを装着し、筒内へ十分な加給をすることで安定的なスワール発生と酸素の供給を行っているそうです。

　スカイDでは、上死点での点火ですが高温高圧での点火をさせないよう燃焼室を大口径のトロイダル型にして低圧ににしています。大量のEGR投入はスカイアクティブも同じですが、こちらはZDの筒内温度を下げるためではなく、保温するために投入するようです。また、ZDでは可変ノズルターボでしたが、こちら、シーケンシャルツインターボで加給しています。さらに、細やかにコモンレールで数回噴射し、排ガスとフィードバック制御を行っているようです。

　いずれにしてもスカイDは、上死点で燃焼室形状を広げ圧力を下げ点火してるので、ZDのように筒内の圧力が下がった時点で点火する方法では仕事量に差が出てしまい燃費は勝てません・・・
　また、上死点でのトロイダル燃焼室への直接噴射で強力なスワール流で燃焼させることができます。スワール機構は不要です。コモンレール式でもあるので、噴射回数も燃焼を見ながら制御できます。ZDは分配型噴射ポンプのため一発勝負！ですが、噴射ノズルはいいものが奢られているようです。
　また、ZDはフィードバック制御は行っていないので排ガスは成り行きに任せるままです（笑）

　ディーラーの工場長もハンチングについて伺った際、「このエンジンはある意味、素直なんですよ。今のエンジンみたく悪くなってもROMが補正するタイプが修理屋にとっては一番曲者です。」とフィードバック制御について言われてました。

　この論文6ページですがその実に半分が排ガスの浄化ではなく静音化についての記述でした（笑）こっちのほうが力説していました（笑）
それについてはまた、追々に・・・・

　ながなが、備忘録を記述してしまいました。誤字、乱文で失礼しました。