マツダ・ミラーサイクルエンジンの動作領域を教えてください

匿名さん

マツダ・ミラーサイクルエンジンの動作領域を教えてください。
デミオに載っているミラーサイクルエンジンがミラーサイクルになっている領域(状況)を教えてください。
また、S-VTは圧縮比の調節をしていると言って正しいですか？ (カムのタイミングを変えて吸気バルブが閉まるタイミングがかわるのかな？と理解しているのですが・・・) あるＨＰに "トルクが細くなるという欠点があるミラーサイクルだが、JZ-VEMは可変吸気システム「S-VT」が相当にワイドレンジな仕様になっており、カタログ上の圧縮比（＝ミラーサイクルにおける膨張比）11に対し、実行膨張比10.4、実行圧縮比は走行状況に応じて7.0−9.6となっている。
" と書いてありましたが、実行膨張比はなぜ10.4なのですか？なにかのせいで膨張費11を達成できていないと言う事ですか？ 最後に、走行状況に応じて実行圧縮比が7.0～9.6になっていますが、どのような状況で変化しますか？

基本的に（トヨタがアトキンソンサイクルと言っているエンジンも含めて）吸気バルブの閉弁時期を遅くして（早くするエンジンもあるが）一度シリンダー内に入った吸気を圧縮行程始めで「まだ閉じてない」吸気バルブからインテークマニホールドに戻すことで実行圧縮比＝実質充填容量を減らすことでミラーサイクルを実現させています。
トルクが細くなる・・・とは、単純に言えば（圧縮比＝膨張比１１＝ピストンストローク）１．３Ｌエンジンに圧縮比１０相当、約９０％分だけの吸気を入れる、圧縮させている訳ですから実質的に１．１７Ｌ（１．３Ｌｘ９０％）相当のエンジンと近い意味で、他の１．３Ｌエンジンと比較すると「トルクが細い」と言われます。
当たり前ですよね、表示される排気量より実際には小さい排気量と同じ程度の仕事しかしないのですから。
実行圧縮比と実行膨張比について 実行圧縮比については基本的に遅閉じ吸気バルブのマツダ・ミラーサイクルでは低回転域では１．３Ｌエンジンに１．１７Ｌ相当の仕事しかさせない為にトルクが細くなる傾向が強くなります。
が低回転域でのトルクは余裕のある発進/加速には必要です。
ので連続位相可変式の吸気バルブ可変機構（Ｓ－ＶＴ）によりミラーサイクル本来の意味を殺す？ように、本来より早めに吸気バルブを閉じることでシリンダーに入った吸気を圧縮行程で戻さないようにすることで実質的な吸気容量＝実行圧縮比を上げることで低回転域でのトルクがやせ細ることを防いでいると思われます。
が・・・可変バルブ機構は位相可変式であり、カムプロフィール自体は変わらないので燃焼後の膨張行程の最後で早めに吸気バルブが開いてしまう（から圧縮行程では早めに閉じられる）ことから実行膨張比が１１では無く、より低い１０．４になるのでは？ 最近の排気側にも可変機能を持つタイプは低回転域ではあえて排気バルブを閉じるのを遅くして吸気に排気ガスを少し混合させることでポンピングロス低減と内部ＥＧＲ効果を持たせています。
マツダのエンジンは資料では吸気側のみ可変式なので吸気バルブが開くのを少し早くすることで同様の効果を持たせる＋吸気バルブを本来のミラーサイクル（遅閉じ）より早めに閉じることで吸気の戻りを抑えて実質的な吸気体積を確保（＝ミラーサイクルの意味は薄らぐが）して低回転域のトルクを落さないようにしていると思われます。
位相可変式の可変バルブ機構ではオーバーラップは変えられないのでこのようになります。
現実には実質（実行）圧縮比はガソリンエンジンの場合にはスロットルで吸気量を調整しているので意味は薄いです。
例えばスロットル開度１/５：負荷１/５の場合は１．３Ｌエンジンの場合には実質は１．３Ｌｘ１/５＝０．２６Ｌ相当の吸気しか圧縮していないので現実の圧縮比は大きく減ります（１．３Ｌの空気を吸い込んだ時の圧縮比がカタログ表示される圧縮比ですので）ミラーサイクルでは低回転域で吸気量を減らすと更に（実質の）圧縮比が落ちるので点火不良・燃焼不良を起し易く排出ガス面では不利となるのでその点の対策としても可変バルブ機構で吸気バルブ開閉時期を調整していると思われます。
高回転域では慣性過給効果を持たせている吸気マニホールド（ＶＩＳ）の効果もあり、吸気バルブをミラーサイクル本来の遅閉じのタイミングで閉じても吸気マニホールドに戻るより、慣性過給効果によりシリンダー内部に吸気が押し込められるので十分なトルク/出力を確保出来ている・・・と思います。
このように実行圧縮比が可変数値なのはＳ－ＶＴ吸気可変バルブタイミングによる吸気バルブの閉じ時期と慣性過給吸気マニホールドによる慣性過給吸入の可変組み合わせにより数値が一定していないのだと思います。
この変化（可変制御）はエンジン回転数、負荷、スロットル開度など複数の要素を計算して制御していると思います。
個人的にはこの１．３Ｌのエンジンは「ミラーサイクル」である意味も意義も性能も低いと思います。
排気量１．３Ｌ直４エンジンのレギュラーガソリン仕様で膨張比（＝圧縮比/オットーサイクルでは）１１は決して高くないと思います。
排気量が小さいとシリンダー容量（排気量）に対して燃焼室の面積が大きくなり、冷却損失が大きいのでレギュラーガソリンでも比較的高い圧縮比が可能なはずで・・・トヨタではｉＱに搭載している１．３Ｌオットーサイクルエンジンではレギュラーガソリンで圧縮比１１．５を実現しています。
から、ミラーサイクルとするならば圧縮比側が（レギュラー仕様でも）１１は欲しいし、そうすると膨張比は必然的に１２～１３、１４？に・・・まで膨張比を広げた方がミラーサイクル本来の意味があると思うが・・・。