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2017年01月15日

マツダ 本当に出来たら、21世紀の大発明!

マツダ 本当に出来たら、21世紀の大発明! 今朝は珍しく、群馬南部でも積雪でした。

関東は、元々あまり雪が降りません。

しかも群馬南部は、東京が雪でも降らなかったりします。

でも東京の人からは「群馬は雪が凄いでしょうね」なんて言われます。

群馬北部はスキー場が多いので、そのイメージなんでしょうね。



先日のネットニュースからです。

正直、にわかには信じ難いものがありました。


マツダ 大幅に燃費改善した新エンジン 2018年度末から投入

スカイアクティブも、いよいよ第2世代へ。

その目玉となるのが、今回発表された新エンジンです。

搭載される新技術は「HCCI Homogeneous Charge Compression Ignition」予混合圧縮着火と言います。

今までのガソリンエンジンに対して、燃焼の方法が変わっています。



エンジン燃焼方法の概略図です。

左から、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、HCCIです。


ディーゼルエンジンは、空気をシリンダーに入れて圧縮し、高温となった空気に直接軽油を噴き出します。

軽油はガソリンよりも着火点(燃料自身が燃え出す温度)が低いので、火種(スパークプラグ)なしで燃焼するんですね。



ガソリンエンジンは、空気とガソリンを混ぜた混合気をシリンダーに入れて圧縮し、上にあるプラグから火花を飛ばして燃焼させます。

ガソリンは、軽油よりも着火点が高いので、自己着火しにくいです。

でも引火点(火種を使って燃え出す温度)が低いので、火種があれば燃焼します。

これら2つの欠点ですが、どちらもシリンダー上部の1点から燃焼し始めるので、全体が燃焼するまで時間が掛かります(マイクロ秒といった単位ですが)。

そうすると、シリンダーの下の方までは完全燃焼出来ず、燃え残りが出てしまいます。

燃え残りってことは、無駄にしてしまった燃料なので、その分燃費は悪くなるんです。

燃費を良くする為には、この燃え残りが少なくなる様に、完全燃焼させなければなりません。



そこで、HCCI。

空気とガソリンを混ぜた混合気をシリンダーに入れるのは、普通のガソリンエンジンと同じです。

違いは、プラグで火花を飛ばすのではなく、ディーゼルの様に自己着火させるのです。

えっ?? ガソリンはそれが出来ないから、プラグで火花を飛ばすんじゃないの?

それが、ガソリンと空気の混合方法だとか、温度、圧力の条件を整えれば、可能なんだそうです。



HCCI燃焼には、こんなメリットがあります。

・シリンダー内のあらゆる場所から自己着火が起こるので、一瞬で燃焼出来る。
・その為、完全燃焼になりやすい。
・あらゆる場所から燃焼するので、希薄燃焼(リーンバーン)でも燃焼しやすい。
・燃え残りが少ないので、燃費の大幅向上(約30%)が見込まれる。


もう完成の域に達したと言われるガソリンエンジンで、本当にこれが出来たら、世紀の大発明ものです!


ただ、そう簡単にはいかない難しさもあります。

こんな課題もあるんです。

・HCCI燃焼をさせる条件が、なかなか揃えられない。
・全てHCCI燃焼だけではカバー出来ない。
・カバー出来ない部分は、今までのスパークプラグによる燃焼(SI燃焼)が必要。
・HCCI燃焼とSI燃焼を併用するので、スムーズな切替制御が難しい。



当然、マツダ以外の各社も研究しているはずですが、実用化はまだまだといった感じです。

技術発表しているケースも、メルセデスくらいしかありません。

それなのに、マツダは2018年度末と、具体的な時期を決めて量産化の発表をしてきました。

それなりに、目処が立ってきたということなのでしょうね。


今でも、本当にHCCI燃焼なんて出来るのか? 不思議でなりません。

世の中、EV, ハイブリッドと、脱エンジン化が確実に進んでいます。

21世紀のガソリンエンジンは、まだ死んではいないのです。

頑張れ! マツダ!
ブログ一覧 | メカニズム | 日記
Posted at 2017/01/15 12:31:10

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この記事へのコメント

2017年1月15日 13:51
こんにちわ!!

やっぱり、この記事に食らい付きましたね(笑)オイラも気になってました。同じように書こうかと思ったのですが、知識不足でできませんでしたわ(涙)

なるほど、一筋縄ではいかない技術なんですね。いわば、コントロールされたデトネーションってことですものね。ひとつ間違うとピストンヘッドに穴が開いちゃう?
う~ん、80年代のコメントみたい(汗)

しかし、こんなのを見ると浮気心が…
これは興味津々です!!!!!
コメントへの返答
2017年1月15日 14:50
こんにちは。
コメントありがとうございます。

実は、私もよく分かっていません。
どうして、ガソリンが自己着火するのか? 全然分かってないです。

そうなんです。
ほんの僅かなHCCI燃焼領域の前後には、ノッキング&デトネーションの異常燃焼か、はたまた失火か。
もうギリギリの環境で運用みたいです。

今更ハイブリッドを開発しても、正直追い付けないマツダ。
まさかレシプロエンジンに、こんな飛び道具が残っていたなんて!

技術にやり尽くしって、ないんですかね?
ほんと、びっくりです。
2017年1月15日 13:53
シリーズ式のハイブリッドに採用すれば、燃焼条件を整えて最高効率で使えるんですけどね。

コメントへの返答
2017年1月15日 14:59
こんにちは。
コメントありがとうございます。

あっ、そうですね。
発電機として使えば、HCCI領域だけで使えるのかもしれませんね。
グッドアイデアです。
2017年1月15日 19:44
こんばんは!
いつもお付き合いいただきありがとうございます。

知識不足でメカニズムには言及できませんが(汗)あのロータリーをものにしたのですから、内燃機関とクルマ好きの最後の砦(?)のマツダさんに期待してます!!
コメントへの返答
2017年1月15日 20:37
こんばんは。
コメントありがとうございます。

そうですね。
結局、生みの親NSUバンケルも見切ったロータリーを量産化し、ハイブリッド全盛の現在、ディーゼルで頑張るマツダ。
今回のHCCIも、きっと成功させてくれるものと、期待しています。
2017年1月16日 22:51
最近の日本車の燃費向上は目覚ましいものがありますよね。例えばアルトですがフロントフェンダーが高価な樹脂製になっています。軽量化の為と思われます。
アルトバンの最高燃費は28km/Lでした。涙ぐましい地味な努力による燃費改善の結果と思われますがこれが実現したら革命的ですよね。ガソリン車だけでリッター40km/Lなんて実現したら嬉しいですね。
コメントへの返答
2017年1月17日 1:49
こんばんは。
コメントありがとうございます。

ハイブリッドが誕生した10数年前では、もうガソリンエンジンはやりきった、という声もありましたが・・・
技術の進歩は、めざましいものです。

アルトもあまりアピールはしていませんが、いろいろやっていますね。
エコカーは、何もハイブリッド一択ではありません。

もしHCCI燃焼が量産出来れば、ガソリンエンジンのみでハイブリッド並みの燃費が、可能になるかもしれません。
しかも、モーター、バッテリー無しですから、軽量、低コストで。
これは期待せずには、いられません。
2017年1月17日 12:57
こんにちは、この記事知りませんでしたが、私はおバカなのでひとつ考えたエンジンがありました。聞いてくれますか?いや無理に書きます。ワラってやってください。
軽油とガソリンの違いはその通りなので、ガソリンを噴射した後、上死点前に一時的に超高圧に上げることができればプラグ無しで燃焼するのではないかと・・・。だったら軽油でもいいんでしょうが、爆発力が違いますからね。ニッサンが可変圧縮比エンジンを発表したけど、やっぱり同じようなこと考えたのかな、どんな仕組みなんでしょうね。
コメントへの返答
2017年1月17日 15:01
こんにちは。
コメントありがとうございます。

確かに、ガソリンも温度は軽油よりも高温になりますが、自己着火します。
ディーゼルは、圧縮して高温になった空気に軽油を噴射して、自己着火させます。
対して、HCCIは、空気とガソリンの混合気を圧縮して、自己着火させます。
ここに違いがあるのですが、ガソリンって上手いこと着火してくれるのでしょうか?

日産の可変圧縮エンジンは、最近の高圧縮エンジンのノッキング対策の様です。
実は、ホンダも可変ストロークエンジンというのを、既に市販しています。
但し、汎用機用なんです。

どうやら、コンロッドにリンク機構をつけると、重くなって高回転化が難しく、自動車用では使えない、という理由だそうで。
そのあたり、日産はどう克服しているのか、興味があります。
2017年1月18日 11:18
クルマ屋さんらしいですよね。
頑張って欲しい ・・・
あとは、5ナンバー車だぞ! 爆。
コメントへの返答
2017年1月18日 17:08
こんばんは。
コメントありがとうございます。

マツダは、EVまでの繋ぎの持ち駒がありません。
もう、ディーゼル&ガソリンHCCIで心中する覚悟なんでしょうね。

あの会社もヨーロッパで人気があるので、世界標準サイズですね。

フランス、イタリアには、旧い石造りの街並みが残っているのですから、5ナンバーボディも需要ありだと思うのですがねぇ・・・
2017年1月18日 11:33
こんにちは、初めまして。
可愛いポケモンで分かりやすいですね。

最近のマツダは、矢継ぎ早に新技術を開発、発表してきますね。
最近の好調で、社員のモチベーションが上がっているんでしょう。

イメージが良く似ている(期待度?)エンジンとして三菱のGDIを思い出すんですが、あれは見事に期待を裏切りましたよね。
コメントへの返答
2017年1月18日 17:20
こんばんは。
コメントありがとうございます。

マツダは、もう間に合わないハイブリッドを他社から買うよりも、自前の技術で切り開く道を、選びましたよね。
凄い決断だと思います。

三菱GDIも、出たばかりはびっくりしました。
感動ものでしたね。

ただ時期尚早だったのかと・・・
世界初に拘らず、もうちょっと熟成から販売すればよかったのかと。

プロフィール

「@中島乗り さん 片山さんって、渡米前から有名人だったんですね。」
何シテル?   08/21 21:22
クルマ、バイク、自転車と、自分でコントロール出来る乗り物が好きです。 それも日本製が好きです。 (自分で買えそうもないものには、興味が持てなくて) ...

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