2015年10月1日木曜日

圧縮点火方式 HCCIと呼ばれる予混合圧縮自己着火方式

最近、ボッシュとVWの不祥事が若干話題になってる。

今のディーゼルエンジンはコモンレール方式というやり方で「直噴」エンジンになっている。

内燃機関というのは、燃料と空気を混ぜてそれを圧縮し、それを爆発膨張させることでエンジンを動かしてきた。

無理を承知で言うと。

従来型のエンジンは、予め空気に燃料をよく混ぜて、それをエンジン内に入れる。そして圧縮した時にエンジンの中のプラグをスパーク(火花を飛ばす)ことで爆発させていた。爆発(膨張)のタイミングはスパークプラグによる点火だ。

一方、直噴エンジンは、まず空気だけをエンジンの中に送り込む。そして圧縮する。空気は圧縮されると温度が上がる(非常に高熱になります)そして一番圧縮されるタイミングで燃料噴射装置がものすごく細かい霧状になった燃料をそのシリンダー内の空気に高圧で吹き込みます。
すると高圧高熱になっているため、燃料が吹き込まれると点火装置なしに爆発、膨張が起きます。
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ってのが前フリ。

さらに最近では「空気に予め燃料を混ぜて起き、それをエンジンシリンダー内に吸気し、圧縮。そして圧縮で起きる温度の上昇だけその吸気した空気を爆発膨張させエンジンを動かす仕組みが研究開発されています。(特許を調べると、なかなか面白いとかわけわからないとか)

HCCIと呼ばれる予混合圧縮自己着火方式です。

この方式の利点は「火花点火よりも、希薄(燃料が薄い、いわゆるリーンバーン)でも発火が可能」。「希薄燃焼により、温度が下がるのでNOxが発生しにくい」。「さらに圧縮による発火のため均質に燃料が燃えるためにすす(PM)も発生しにくい」。
いわば夢のエンジンに一歩近づいた方式です。

もちろん、プラグも使わず、燃料噴射によって爆発させるわけでもない。それをどうやって思い通りのタイミングで爆発膨張させるか?そこが開発成功の鍵になります。これがうまくないと熱効率は下がる。というかそもそもノッキングが発生してうまくエンジンが動かないなどなど。また、COの排出なんかも問題になっているようです
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内燃機関の進歩は続きます。10年か50年かは定かではないし、いきなり終わる可能性もあるけれど
今後おそらく「プラグインハイブリッド」が主流になってくるんじゃないかと。エンジンは幅広いスポットで性能が良いエンジンよりも、ある一定の回転数ならばものすごく性能がいい「発電用」になっていくのかな、そんなふうに見ています。
その過程で、このHCCIが主流になっていくと新天地は最近考えています。

どこが儲かるか?それはまだよくわからん。ただ、このHCCI,必ずEGRと言われる廃棄を再循環させる仕組みが必要になります。あとターボとかも必須かな。
この辺を作っている会社には数年かけて恩恵が出てくることになるでしょうね。

HCCI,今のところ「夢の技術」ですが特許動向を見るならば、2020年台には実用化していくんでしょう。ガソリンエンジンで熱効率が40%の「厚い壁」をこえていくことになるとおもわれます。

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