2015年9月30日水曜日

ディーゼルエンジン

今のディーゼルエンジンは直噴エンジンです。

高圧になっているエンジン内の空気に多段かつ精密に、短時間に燃料を
電子制御で吹き込みます。圧縮された空気は高圧(=高温)なので、燃料を吹き込むことだけで点火させなくても自動的に爆発してエンジンが回転します。
この時、エンジン内に燃料を吹き込むのが非常に高圧になるインジェクションで高価かつ技術力が必要になります。ボッシュとデンソーの独壇場。「ソフトウェア周り」もこの両者がなければ完成しません。

ボッシュいわく、自分たちは下請けだから、メーカーに言われた通りの仕様で作るだけ、だそうですがどこまで本音やら・・・。
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燃料をエンジン内に高圧で送り込む装置。現状では実に2000気圧を超える高圧をかけると言われています。それを6分割して精密に噴射するんだそうな。
単純に部品代だけなら、ディーゼルエンジンのコストの半分を占めるとも。。重要なパーツなんですね
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さて。ディーゼルは構造上「熱効率」が高いことが特徴です。効率がいいため、同じエネルギーを発生させるときにCO2の排出量が少ない。また低回転で高いトルクが出るため、おおきな車を動かすことに向いている(逆に高回転はしにくい)。軽油はガソリンよりも安い場合が多く経済的。

大型の商用車がみんなディーゼルなのはそういう理由です。

一方で振動が多いこと、音がうるさいこと。重いこと。これが実用上の欠点。いままで乗用車には普及しなかった理由はこの辺にあります。

さらに。熱効率は高いのですが、ディーゼルは軽油を「液滴」のまま燃焼させる仕組み。どうしてもPMとNOxがでます。すすとNOxです。すすの方は石原都知事で有名になりましたね

この辺はある程度トレードオフの関係にあるんです。PMを減らそうとするとNOx増える。NOx減らすとPM増える。なかなかどっちも一緒に減らすというのは難しいのですが。

なので一般的にはPM向けとNOX向け、2つの後処理工程を備えます。さらにディーゼルは高くなるんですな。(マツダのスカイアクティブについては後述)。詳しくは特許庁のホームページで俯瞰しえくださいな。(平成20年と古い資料ですが、将来=今を説明する良い資料です。いまから読んでみるとわかりやすい。そして、排ガス規制が強まるならどこの会社が恩恵をうけるのか?基礎知識としては非常に有用でしょう。僕も幾つか銘柄見つけた.個人的には数万円の価値がある資料だと思います。なに量が多い?こんなもの数分で読み込めなきゃ。

この辺は自動車会社が主要顧客の弁理士やってる従兄弟の専門分野なんだが、話聞いても個別にはよくわからんw
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PMの方は吸い込むと喘息とか肺がんになります。NOxのほうは大気中に高濃度に広がると光化学スモッグを発生させます。

ここからが問題なのですが、光化学スモッグが発生するのは都市部。だだっ広い欧州を走り回ってる文にはNOxの排出はある程度軽視されてきた面があります。NOxがでても風で吹き飛ばされれば光化学スモッグは発生しないんで、PMを抑えたらある程度NOxでてもいいかな、みたいな。

VWのエンジンがアメリカに持ち込むにあたって、このNOxの問題が生じたんでしょう
アメリカのほうがNOxに対する規制が強い。NOxの処理装置はつけたけど、いつもアメリカ基準を守るように、NOx処理装置に全力で仕事させてたら、装置の耐久性が持たない(アメリカでは一定の走行距離を満たしたあとでも装置が動いている法的必要がある。まあ当然ですが)

そこで、VWはボッシュと相談して(ボッシュ側は頼まれたものをテスト用とか参考用に提供しただけで、犯罪の意図はなかったと主張)違法な制御プログラムを作ったか、というところ。普段は出来るだけ装置の稼働を少なくするが、テストパターンの時は装置をフル稼働させると。

(ボッシュの言い分は、本当の車両に搭載されれば違法なプログラムとは認識してたんで、VWにはそれを使わないように言った。ただそれを使うかどうかはVWの判断で、下請けのボッシュには責任ないよん、と)

どうやらこの辺が真相のようです。

今のユーロ6ではかなり条件が厳しくなっており、現在ではVWも新しいユーロ6に「ズルなし」で対応したエンジンをつかっているようですけどね 。
ただ欧州は来年再来年にはユーロ6を現実の使用条件に合わせた厳しい試験にするようで、対応するのに各社労力を使うことになります。
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その後明らかになってきたのが、「BMWの排ガス対応はかなり高度で今抜きん出ている」かな。実走行に近い条件でも突出して安定した低い排出量を記録しているようです。
いま本当に「クリーン」というならBMWのディーゼルをどうぞ

更に余談
マツダのスカイアクティブディーゼルは「圧縮比を落とす」ことでNOxの低減を図っています。えんじんの圧縮比を落とすとNOxが減ることは理論的にはわかっていたんですが、圧縮比を落とすのが難しい。しかしそれを技術でなんとかしたのがマツダというわけ。マツダのスカイアクティブは尿素などを使用する処理装置を付けてませんが、NOxの基準を満たしています。
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今明らかになてきたのがヒュンダイやルノーの難しさです。

ヒュンダイやルノーは尿素を使うSCR装置で出遅れているようです。(トヨタは新しいランクル用エンジンでSCR装置を使ってきました。
どうもSCRを備えていないエンジンは(マツダをのぞいて)実走行では「性能に難がある」ようなのです。テストではなんとかクリアしてきたけど、走行条件が厳しくなる実際の使用条件ではNOxの排出量が格段に増える。
もちろん、意図して排出量を増やす違法プログラムは使ってないけど、テストはなんとか合格できるけど、実務では何もできないような状態といえばいいでしょうか?早晩対策しないと、欧米でディーゼルを販売し続けることは難しくなるでしょうね。

ヒュンダイの株持ってるおバカさん、ざまーみろw

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