xi_ya_ya_ya_ya_ixさんへ 小難しく成った今の世の中。
文章一つ書くのも難しいですよね。
d(^^;) ご紹介頂いた記事の冒頭に >「圧縮比を下げる、開発の目標はこれです。
と出て来ますが、その真意は語り切れて無い様に思います。
(^^;) ********** プレナムチャンバーやリカードコメット(渦流)式の副室式燃焼室を持つ構造だった時代、ディーゼルの圧縮比は21〜23「も」有りました。
それが筒内直噴に進化するに当たって、16.5〜17.6程度迄、一気に下げられた。
巷間、圧縮比は高い程良いと思われているのに、何故こんなにも大きく下げちゃったのでしょうか? エンジンは、燃焼で得た高圧を膨張させて仕事に変換し、取り出す物である。
→ここ迄は良いですか? (^^) じゃあ、一体位位膨張させるのが良いのか? これを考える事が大事に成って来ます。
大きく膨張させればさせる程、仕事に変換する効率は上がって行きます。
でもこれは理論的な話。
実際はロングストロークなデザインにせざるを得ず、ロングストローク化する事はピストンとシリンダーの擦動面積が嵩んで来るというマイナス要因が頭をもたげて来ます。
(表計算softで排気量一定に保ったまま、計算してみて下さいな) 純理論的な(熱)効率が上がる一方で、摩擦(損)も増えて来る。
ので両者は何処かで拮抗してピークを描き、それ以上では摩擦損増加が勝って、却って効率が悪化して行く・・・ このピーク。
古くから識者が目算を付け、近年では計算もされる様に成って、大体膨張比14辺りだと判ったのでした。
でも、圧縮比が14だと ・圧縮上死点温度が上がり過ぎて自己不正着火を起こして壊れてしまうガソリン ・圧縮上死点温度が低過ぎて、冷間始動性や低回転低負荷での綺麗な燃焼を得られないディーゼル と、どちらでも理想を実現出来ないままの歴史が永らく続いて来ました。
その中から、吸気弁閉じ時期を充填効率が最高に成るタイミングを外して閉じる「ミラーシステム」を採用する事で、ガソリンエンジンは一般的だったオットーサイクルから高膨張比サイクル(アトキンソン)へと変遷を辿り始めました。
じゃあディーゼルは? という所から、SKYACTIV-Dの苦労話が始まるのです。
d(^^) 先ず、(低)圧縮比 × 過給圧で考える事にして、過給圧で必要な温度を確保する事にした。
その為には、出来るだけ幅広い運転領域、特に低回転側で早く過給圧を立ち上げる為に、大小を組み合わせたシーケンシャルTurbo、それも最新式の直列型を採用した。
でも、Turboだからどうしても過給圧を得られない領域が消せない。
し、セルモーターでの弱々しい回転域では圧を発生する訳も無い。
始動時をどうするか、渋滞の中でもどうやってDPFを連続再生する排ガス温を確保するか。
ここを解決してこその、低圧縮比化。
で、先ず、ディーゼルには本来不要な筈のスロットルバルブを装備する事にした。
その昔、京大の教授が、不要な絞り弁に無理矢理吸入新気を通す事で、冷間始動性を劇的に改善出来る、という研究発表をします。
これを読んで「本当かな?」と追試をしたのが、このお方でした。
(-人-) https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%BC%E5%9D%82%E5%BC%98 インマニを外されて低温試験室でキンキンに冷やされたエンジンは、下敷でポートを塞がれた気筒だけがドッドッと着火したとの事。
「じゃあ、吸気絞りに加えて排気弁をちょこっと開けたらどうだろう?」 絞りによって与えられた運動エネルギーが圧縮上死点温度Upに転化する事に加えて、発生した吸入負圧で吐き出したばかりの熱々の排気(実際は燃え掛けのラジカル)の再吸入(自己EGR)も行う。
と、即座に始動するのみか、いざ始動に成功出来たとしても、延々と垂れ流すばかりだった毒ガス(アルデヒド類の紫煙) https://www.youtube.com/watch?v=Nlk0AjvT6yY が、オパシティ零という画期的な改良を見る事に成ったのです。
したくても簡単には出来ないディーゼルの低圧縮比化。
それをやっても問題無い様に、構成、話の筋道を立てた。
のが、根本的な難しい所だったと言えましょう。
事実、他社は下げても14.5止まり。
マツダもデミオに搭載したエンジンでは、VGベーンの単ターボ化と併せて、14.5と高くせざるを得ませんでした。
(堕落?) で、低圧縮比化 → 低温燃焼化 → NOx生成排出量低減、と裏ドラが出ます。
今後規制がもっと厳しく成るとしても、他社が既にやっている触媒や尿素SCRを追加する「余地」が残っている、という事なのです。
d(^^) という事で、ご紹介の記事を全然読まずに、ここ迄長々と書いてしまいました。
疑問が有りましたら補足なさって下さいな。
(^^)/~