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ロータリー復活への秘策 次世代エンジン「HCCI」が救世主に?

2015/6/1(月) 18:00配信

THE PAGE

 世界中に多くのファンを持つマツダのロータリーエンジンは、クルマ用の内燃機関としては他に類を見ないユニークな存在だが、その燃焼室形状は理想とほど遠く、不完全燃焼を起こしやすいという大きな問題を抱えている。ガソリンがちゃんと燃えないから、年々厳しさを増す排ガス規制のクリアが難しく、「ロータリーは燃費が悪い」という印象の原因にもなっているということを前編に書いた(http://thepage.jp/detail/20150528-00000005-wordleaf)。

【図】ロータリー復活への秘策(前編) “夢のエンジン”が抱える大きな課題

 かといってロータリーは、その構造上、燃焼室の形状を変えることが難しい。抜本的な改良はできないのだ。不完全燃焼の問題はプラグで火をつけようとする限り改善できない。だとすれば他の着火方法に変えるしかない。そこで注目されるのが予混合圧縮着火(HCCI)である(http://thepage.jp/detail/20141102-00000013-wordleaf?page=3)。

点火プラグを使わない方法

 HCCIの利点は色々とあるが、今回のテーマで一番重要なのは燃焼室形状が悪いロータリーでも、不完全燃焼を起こさないことである。従来のガソリンエンジンは圧縮した混合気に点火プラグで着火する。混合気の1点で火を着け、その種火が燃え広がる燃え方だ。ロータリーの場合2プラグなので種火は2箇所だが概念的には同じことだ。

 対してHCCIには種火はない。燃焼のシステムが全く違うのだ。気体は圧縮すると温度が上がる。気体が混合気なら、圧縮していくとどこかで着火点を迎えて燃え始める。この時の燃え方は、着火点から燃え広がるのではなく、燃料がある場所で同時に一斉に燃えるので、空気(酸素)の量さえ足りていれば不完全燃焼はしない。しかも予混合ということは、燃料が空気と混じり合う時間が十分にあるのでムラが少なく、局部的な酸素不足による不完全燃焼もほぼ考えなくて良い。だから、HCCI化すればロータリーエンジンの燃焼問題はかなりの部分で解決するのだ。

 HCCIのために気体の温度を上げる方法はいくつかある。

(1)エンジン自体の圧縮比を上げる方法
エンジン設計によって圧縮比を変える

(2)吸気温度を上げる方法
吸気に高温の排気ガスを還流する(EGR)

(3)吸気を事前圧縮する方法
ターボなどの過給器を用いる

 本当は(4)があるのだがそれは後で書くことにする。

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最終更新:2016/2/4(木) 3:05
THE PAGE