こんにちは。
遂に、忙しい日々から開放されたすねげ野郎です。
何がそんなに忙しかったかと言えば、、、
『結婚式&披露宴』です。
いやぁ、ほんとに忙しかった（笑）
できるだけ安く済ませようと、自分たちで出来ることは(動画や招待状や席次表etc?...)セルフでしようとしたが最後。。。怒涛でしたww
しかし、式当日は驚くくらい時間が過ぎるのが早く、気づいたら終わってたって感じです。
感想としては、自分達の好き勝手に出来たおかげで、とても楽しかったです！
閑話休題。
昨今のガソリンエンジンでは、混合気を燃やした後の排ガスを循環させて再び吸気に混ぜてエンジンを動かすEGRというシステムが、よく採用されています。
EGRにも
①吸気工程中に排気バルブを開いて熱い排ガスを再利用する、または排気工程中に早めに排気バルブを閉じる内部EGR
②排気管と吸気管に別通路を設け、吸気管に排ガスを送る外部EGR
の２つがメジャーです。
ガソリンエンジンにおいては、
②の外部EGRにクーラーを取り付け冷やした排ガスを再循環しているものが、内部EGRに比べ新気の充填率も上がりエンジン効率がよくなるため、よく採用されています。
このEGR、大昔では排ガス対策で採用され始めたそうですが
最近は、低負荷域でスロットルバルブを閉じた際のポンピングロスを減らす目的で採用されてます。
出力が必要ないところで、もう燃えないガスを入れることでスロットルバルブをより開けるようにするっていうものですね。
今のところプリウスのエンジンが最高クラスのようで、外部EGR最大25%ほど入れられるようです。
しかし、EGRを入れる量を増やしていくと火花着火性が悪く燃焼が遅くなります。その改善としてタンブル流強化をして、燃焼速度を早めるようにし、点火プラグも強力なものにしています。
しかし、高回転側ではタンブルを作る仕組みが邪魔をして、パワーを出すのに不利になるというデメリットもあります。
このEGR、先ほど話に出たプリウスのエンジンでは
なんと高負荷時にも入れられているそうです(゜o゜;
高負荷時もEGRを入れて実際燃える吸気量が少なくして膨張比を大きく取るほうが高効率なそうな。
その代わり、燃える空気を減らしたことでパワーは犠牲になります。
ハイブリッド用のエンジンなので出来る芸当ですね。
しかし、高負荷時にどのくらいEGRを入れているのか調べても出てきません^_^;
どのくらいEGR入れることによって、どれだけパワーが犠牲になるのか気になります。
調べたところ高負荷時にEGRを入れるシステムを、マツダと日産も導入しているようです。
日産はジュークに載せているMR16DDTという過給エンジンが導入している模様。
しかし、JC08モードはFFで14.2km/Lということで効果のほどはどうなんでしょうか？
そしてマツダのほうも、過給エンジンg2.5Tで採用しているようです。
マツダはＮＡエンジンでは低負荷域では外部EGRを入れてますが高負荷域では入れていないです。
しかし、2.5Tを開発する時に、出来るだけ高負荷域でも、理論空燃比を保ったまま遅角しない範囲を広げるために、中高負荷域でも外部EGRを積極的に入れるようにしたようです。
4000rpmより上ではほぼ全域で10%近く外部EGRを入れています。
このおかげでcx-9は190km/hまでストイキで走れます。
全域でEGRを入れるために、ノーマルのG2.5よりもタンブル比を12%強化して燃焼速度を早めているようです。
コンベンショナルなＮＡエンジンでは、高負荷域でのEGRはパワーが下がるため採用されていませんが
過給エンジンでは、高負荷域でもEGRごと一緒に燃やして高効率化を狙うシステムが採用されています。
余談ですが、日産の新エンジン、可変圧縮エンジン『VCR』は最大熱効率40%ですが、内部EGRが採用されています。
なぜ、充填率が高い外部EGRを採用しなかったのか非常に謎です。
開発者曰く『外部EGRにすればもっと効率を高められるが、今回は内部EGRでも目標効率を達成できた』とのこと。
外部EGRはEGRクーラーを採用するためコストが上がるので、それを嫌ったのか？
なぜ、外部EGRにしてさらに上を目指さなかったのか。（日経amの記事では外部EGRを採用すれば、最大熱効率は42%を超えるそうです。）
なにか事情があったのでしょうか。。。
本当に謎です。
基本的に、EGR率の最大値が20%を超えると『大量EGR』と呼ばれるらしく、近頃のエンジンを調べているとちょくちょく目にします。
このEGR率をさらに多くしたいということで、昨今では『燃料改質』という技術が研究開発されているようです。
吸気の中に、燃えやすく燃焼がめっちゃ早い水素を、外部EGRと一緒に入れて燃焼速度を早めながら、EGR量をさらに多くするという技術です。
このシステムで日産は、もともと20%EGRを入れていたエンジンを36%まで入れられるようにしたという、研究報告があるそうです。
このシステムによって低負荷域のポンピングロスをさらに低減でき、高負荷域でも効率を上げられるということです。
上記の可変圧縮比エンジンと組み合わされると
ストイキ燃焼エンジンでは全域でトップクラスの燃費率の良いエンジンになりそうですね！
マツダの次世代エンジンSKYACTIV-Xでは、内部EGRと外部EGRの両方をポンピングロス低減のためではなく、圧縮着火の成立範囲を確保するために採用するようです。
ストイキ燃焼では無いので、スーパーリーンバーン圧縮着火では最大どのくらいEGRが入れられるのか、気になりますね。
EGRは今後のエンジン技術には外せないシステムなのかもしれません。
マツダのSKYACTIV-Xもスーパーリーンバーンで凄い高効率のようですが
もしも今後、日産からVCR+燃料改質エンジンという組み合わせが出てきた場合は
ストイキのままでもSKYACTIV-Xに匹敵する熱効率を叩き出すやもしれません。
それに対して、トヨタとホンダはどうするのか。
とても楽しみです。
とりあえず、マツダからのSKYACTIV-Xの詳細な説明を秋まで待つばかりです。
おわり
