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【立ち読み】マツダ、ボッシュ、デンソーの3大クリーンディーゼル・エンジン

2016年4月14日

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最近よく耳にするクリーンディーゼル。これは従来のディーゼルエンジンに革新的技術を投入しているもので、排ガスがクリーンであることから、こう呼ばれている。その革新的技術とは何か?またマツダのスカイアクティブと他のクリーンディーゼルとは何が違うのか?

現在のクリーンディーゼルのベースとなる技術は、デンソーが1995年に商用車用ディーゼルとして世界初のコモンレール式直噴システムを開発した。また一方で、フィアットが開発していた乗用車用コモンレール式直噴システムをボッシュが引き継いで開発し、1997年に量産化したことでディーゼルのポジションは一変することになったのだ。

コモンレール

高圧燃料ポンプを使用し、レール(コモンレール)部まで1500~2000気圧まで燃料が加圧され、センサー情報により運転状態に合わせて、ピエゾ式(またはソレノイド式)インジェクターから1燃焼行程当り5回~7回の多段噴射が行われ、有害な排ガス成分を低減させる「コモンレール・システム」。なお現在は、このシステムもエンジンの気筒数に適合できるモジュラー設計になっている

コモンレール式とは、高圧ポンプで燃料を加圧して各気筒に分配し、気筒ごとに精密にコントロールされた燃料が電子制御インジェクターにより噴射されている。また燃焼行程では、複数回に分けて燃焼を噴射する多段噴射によって出力の向上、排ガスの浄化ができるようになった。そしてさらにターボチャージャーとの組み合わせで、高出力化も実現している。

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コモンレールの部品構成(ボッシュ)

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高精度、高レスポンスのピエゾ式インジェクター。コストが高いため高価格車のエンジンに使用され、それ以外はソレノイド式が採用される


これが現在のクリーン・ディーゼルのベース技術になっているのだ。また精密な高圧燃料噴射、つまり燃焼の制御を精密化させるために、本来はスロットルバルブのなかったディーゼルもその後は、スロットルバルブ、エアマス(エアフロー)センサー、燃圧センサー、O2センサーなど多くのセンサーを装備するようになり、もちろんECUは燃焼、触媒のフィードバック制御が採用されている。

ガソリン・エンジンの最高熱効率は30%台であるが、ディーゼルは40%以上になり、結果的に燃費、CO2排出量でディーゼルが有利となる。さらに低速で強力なトルクが得られる特性を持っている。2000年代に入りこうした性能、特性がヨーロッパで受け入れられ、全乗用車の50%がディーゼル・エンジン搭載車になるまでに至ったわけだ。

ディーゼル車が乗用車の中で過半数に達しているのはヨーロッパと補助金制度のあるインドのみで、アメリカ、日本で2~3%、中国で1%と、グローバルで見て極端に偏りがあるのも現実である。ヨーロッパでは1998年では20%程度が乗用車ディーゼルであったが、2000年以降は急速にディーゼル比率が上昇している。その結果、BMWでは現在、全生産エンジンの65%がディーゼルとなっているのだ。

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