質問: ディーゼルの発火について。ディーゼルは、自然着火ですが、マツダの圧縮比14ならプラグでの着火は、可能でしょうか?
回答: aho********さんへ 簡単な様で、結構厄介な話なので、少々お付き合いの程を。 >ディーゼルの発火 >ディーゼルは、自然着火ですが、 >マツダの圧縮比14ならプラグでの着火は、可能でしょうか? 良く意味が判りませんが。。。 Skyactiv-Dは、圧縮比だけで考えずに、圧縮比 × 過給圧、で考える様にして、理想の低圧縮比を実現させて来ましたよ。この考えなら、点火プラグでサポートせずとも十分に着火します。d(^^) >自然着火の為、ディーゼル特有の音が聞こえると、あった >ならば、プラグでの着火出来るなら、その音は消えるのでしょうか? 基本的には、ディーゼルノック音は消えません。 スパークアシストディーゼルは、ずっとずっと研究が続けられて来ましたが、コモンレール式に代表される、高圧で、精密に多段噴射可能な燃料噴射系が開発されるに及んで、出番が無い状態に成っています。 を参照すると、「プレ噴射」の時点で確実に火種を作る様にしている事が判ります。火種を作り、本格的な高圧噴射を行なう。 着火が遅れると「ディーゼルノック音」とNOxが急増してしまう。(エンジンが割れんばかりにキンキンと鳴く) から、着火タイミングを明確に定める、と言う事がNOx抑制の為にも大切に成って来るのです。 よって >軽油というものは、プラグで着火出来ないものなのか? 出来なくは無い(そもそもガソリンより圧縮で着火し易い)が、やる必要性が無くなってしまった、と言う事なのでした。 >ディーゼル特有のトルクが >もしかして自然着火だから出る、とかでしょうか? いいえ。 そもそも、ディーゼルはガソリンに比して、低出力低トルクに甘んじる存在です。 今は、過給の絶大なる威力を借りる事によって、ガソリンに追い着いた様に見える。 しかしその威力十分な過給を、ディーゼルと同じだけガソリンに与えられる様に成ったらどうか? ノッキングを心配せず燃料冷却も必要無く成ったら。。。 その時は又、ガソリンの優位性、小型軽量大出力で清浄な排ガス、という特性が際立つ事に成るでしょう。 >出力は、変わらないけど 低出力低トルクです。 それが証拠に、小型自動車に2Lのガソリンが載せられていた時に、ディーゼルは2.6Lとかの設定がされていても、重くてトロくて遅い d(^^;) というのが常識だった訳ですから。 >有害物質発生 基本的な燃焼方式がガソリンとは違いますから、中々難しいんですよねぇ。 * * * ディーゼルは空気だけ吸い込んで圧縮し、得た高温雰囲気に燃料を吹き込んで燃やす。 着火後も燃料の吹き込みが続くこの方式を、Proは「拡散燃焼」と呼びます。 先に燃え始めてる火炎の中を、後続の燃料霧が潜る。 この時、炭化水素の中から燃え易い水素だけが先に奪われ、燃え残った炭素同士が手を繋ぎ合って巨大化し、黒煙の素に成る煤へ成長する。 一方、吹き込まれた燃料液滴1粒1粒の表面から燃えて行くので、その近傍が超高温に成り、燃えない筈の窒素が酸素と結び付いて、NOxが生成排出されてしまう。 ガソリンの様に、燃料の気化ガスを混合気として吸い込んで圧縮し、点火・燃焼させるのを「予混合燃焼」と呼びますが、ガス体で直ぐ燃え切ってしまうだけに、NOxの生成は少ない。し、煤も出難い。 バーナーで空気を炙る様に加熱する「拡散燃焼」は、ある噴射量から黒煙とNOxが急増し始めるので、その手前を最大出力点と定める。 無視して吹き込み量を増やすなら に成ってしまう d(^=^;) だから、過給が福音に成ったのです。 ディーゼルの排ガス対策の第一歩は、過給に拠る空気過剰燃焼化。 だったのですが、やってみれば、過給気を吸気クーラーで良く冷やしてから吸わせれば、NOxの生成排出量も大きく抑制出来た。 だが、副室式燃焼室の時代は、冷間始動性獲得や低温で綺麗な燃焼を得る為に、21〜23もの高圧縮比設定が欠かせなかった。 燃焼室内最高圧は昔から200kg/cm^2とされている為に、満足に過給圧を上げる事が出来なかった。 それが筒内直噴の実用化に成功すると、圧縮比は16.5〜17.6と一気に大きく下がった。この圧的余裕を過給圧Upに振り向け、一方、噴射量増は底々に抑えて空気過剰燃焼化した。 それでももっと圧縮比を下げたい。理想の膨張比14を実現したい。 でも、圧縮比14だと低過ぎる。。。 そこで単に圧縮比で考えず、圧縮比 × 過給圧、で考える事にした。 が、入手し易いTurboでの過給だと下スカ上ドッカンの速度型の特性なので、出来るだけ幅広い運転領域で過給圧を得られる様に、大小を組み合わせるシーケンシャルTurbo、それも最新式の直列型にし、それでも過給圧が得られない低回転低負荷時の為に、 ・ディーゼルには本来不要な筈のスロットルバルブ装備 ・吸気行程で排気弁もちょこっと開ける自己EGR の2手をもって、DPFの連続再生に不可欠な排気温300°Cを実現しています。 これが無かったら、アッと言う間に糞詰まり。d(^^;) と言うのが Skyactiv-D の真髄なのですが、、、長過ぎましたかね? f(^^;) 中々書き切れません。