ディーゼルエンジンの排ガス特性

以下「パーツのパルカ」から転載

ディーゼルエンジンの排ガス特性

ディーゼルエンジンについてですが、燃焼方式が異なるので排気ガス中の成分
も異なります。

燃焼方式についてですが、ガソリンエンジンは燃料と空気が混ざった混合気に
火花を飛ばすことで爆発させます。一方でディーゼルエンジンはシリンダが空
気を圧縮し、十分に熱せられた空気に対して燃料を噴射することで爆発させま
す。

ここで大きな違いが２つあると考えられます。燃料の量と噴射タイミングです
。

燃料の量は、ガソリンエンジンの場合、吸気の量に対して決定します。理論的
にはシリンダ内の酸素は燃料を全て燃焼させるので、どちらも余りません。
ディーゼルエンジンは吸気を終え、圧縮工程のシリンダに対し、必要なエネル
ギーを得られる分の燃料を噴射します。つまり燃料は余りませんが、シリンダ
内には大量の酸素が余っています。

噴射タイミングについてですが、直噴ガソリンエンジンの場合、吸気から圧縮
行程にかけて噴射します。
ディーゼルエンジンの場合は燃料を噴射することをトリガーにしているため、
圧縮行程が終わるタイミグになります。つまり、ディーゼルエンジンの場合に
は燃料と空気が混ざりあう時間がほとんどありません。つまり、燃料の分布に
偏りが発生しやすいのです。

ディーゼルエンジンでは必然的にシリンダ内の酸素に対して燃料が少ない状態
です(希薄燃焼、リーンバーンと呼ばれます)。この余った酸素は、圧縮と爆発
によって高温高圧下におかれているので、なにかと化合しようとします。空気
はほとんどが窒素と酸素です。なので、その相手は窒素しかいません。なので
、ディーゼルエンジンでは大量の窒素酸化物が発生するのです。

もう１つは燃料の偏りに発生するものです。一般的に煤やPM(微粒子)と呼ばれ
ています。シリンダ全体としては酸素過多のディーゼルエンジンですが、燃料
を噴射してすぐに着火するので、局所的には酸素不足が発生してしまいます。

木を酸素が不足している状態で高熱に曝すと炭になります。燃料でも同じよう
なことが発生します。木から作っていないので木炭ではありませんが、燃料由
来の非常に細かい炭のようなものが煤です。

窒素酸化物と煤の2つがディーゼルエンジンの排ガス中の主な有害成分です。

一方でガソリンエンジンの排気ガスに含まれる有害物質は主に３種類あります
。一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)です。ちなみに、ガソリ
ンエンジンに装備される三元触媒は３つの有害ガスを同時に浄化できるために
名づけられています。

ガソリンエンジンの窒素酸化物もディーゼルエンジン同様に燃料不足から発生
しますが、その多くは燃料の偏りによるものです。シリンダという空間全体を
捉えたとき、完全燃焼するように燃料を噴射しているため、窒素酸化物の発生
も限定的なのです。

そのため、ディーゼルエンジンはガソリンエンジンよりも排ガスの浄化装置が
複雑になってしまいます。

その代表的なものにDPFというフィルタがあります。DPFはディーゼルの排ガス
のうち煤を濾過するものです。

機能としてはフィルタですので、エアフィルタやオイルフィルタのように使用
を続けるといつか目詰まりを起こします。しかし、このフィルタは高温の排ガ
スに曝されるため、紙製ではありません。そのため定期交換部品とすると維持
費がかさむため、再生という機能を付与されています。

煤は先述の通り炭素が主成分なので、燃焼させることができます。ふるいから
想像できる通り、フィルタは煤だけを的確に捕集できるわけではありません。
そのためDPFに煤以外のものが溜まるのを防がなければいけません。

燃料にも多少の硫黄などが含まれていますし、エンジンの摩耗によって細かい
金属粉も発生します。これらが燃焼してしまうとDPFに悪影響を与えるため、
燃焼しないようにしなければいけません。

そこで重要な役割を果たすのがエンジンオイルです。エンジンオイルは潤滑に
よって摩耗を低減させ、洗浄機能によって燃料内の硫黄などを溶解させます。
金属粉などの不純物はオイルフィルタによって濾過され、再びエンジンを回り
ます。

しかし、オイル内に溶解できる硫黄などの量には限りがあります。そのため、
ディーゼルエンジンではエンジンオイルを短いサイクルで交換することが、DP
Fの詰まりを予防することに繋がります。

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今の軽油はサルファーフリーになっている
けど　オイル内に溶解できる硫黄などの量には限りがある　そのためディーゼルエンジンではエンジンオイルを短いサイクルで交換することが重要性なんだわ

硫黄が　オイルラインぐるぐる🌀って　ねえ
腐食せえ　みたいな　これで　オイル業界も　回るわけだわ

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