Image may be NSFW.
Clik here to view.
● 広島カープとデミオの快進劇
マツダの小型車「デミオ」の受注が好調だ。９月９日の予約開始から半月足らずで販売目標の月５千台
を上回る７千台以上の注文が舞い込んでいる。好調な受注は新開発の環境と燃費性能に優れた１５００
ｃｃの小排気量ディーゼルエンジンを搭載したモデルを設定したことが大きく、全受注の７割近くに達
しているもようだという。ガソリンに比べて安価な軽油が使え、しかも燃費は１リットル当たり３０キ
ロメートル。国内で２００万円を切る唯一のディーゼル車に、マツダはハイブリッド車（ＨＶ）、電気
自動車（ＥＶ）、軽自動車に続く「第４のエコカー」として期待を一身に担っている（産経新聞 2014.
10.12）。
マツダはこれまで小型化、低価格が難しかったディーゼル車にどう立ち向かったのかその秘密を探る。
通常のディーゼルエンジンは、ガソリンエンジンに比べて大きく、大気汚染の原因になる排ガス中の窒
素酸化物（ＮＯｘ）を処理する高価な装置を装着する必要があり、小型車への搭載が難しく、価格も高
額になる――マツダが開発した小型のディーゼルエンジンは、この処理装置部分をなくした――ガソリ
ンエンジンに比べて圧縮比の高いディーゼルエンジンは、空気と燃料が混ざり合う前に局所的に不均一
な燃焼が始まってしまうため、ＮＯｘが生成されたり、酸素不足の燃焼によってＰＭ（スス）などの有
害物質が発生するが、一般的なディーゼルエンジンの圧縮比は１６～１８程度。マツダは独自技術「ス
カイアクティブ」で１４という低圧縮比のディーゼルエンジンをすでに開発。今回のデミオも１４．８
と小型車で最も低い数値を達成。つまり、低圧縮化によって燃焼室内の温度が下がるので、空気と燃料
がきれいに混ざり合う時間を確保でき、均一な燃焼により有害物質の発生量を抑制に成功する（下図参
照）。↓
Image may be NSFW.
Clik here to view.
【解説】軽油を主体とした燃料が気筒内に供給され、その燃料が圧縮自己着火により燃焼するディーゼ
ルエンジンでは、ＮＯｘ排出量の低減を目的の１つとして、その幾何学的圧縮比を、例えば１５以下と
いった比較的低い圧縮比にすることが行われている。つまり、低い圧縮比は気筒内の燃焼を緩慢にし、
ＮＯｘの生成を抑制する。また、エンジンの低圧縮比化は機械抵抗損失を低減させるため、エンジンの
熱効率を向上させる点でも有利である。ところが、ディーゼルエンジンの幾何学的圧縮比を低く設定し
た場合には、圧縮端温度がその分、低くなってしまうため、例えばエンジンの低負荷かつ低回転の運転
領域においては自着火条件を満足し難くなってしまう。また特に、ディーゼルエンジンにおいては、供
給される燃料の性状によって、セタン価が低いほど着火性能が低くなってしまうため、運転条件及び燃
料の性状に係る要因が組み合わさったときには、自着火条件がさらに成立し難くなってしまう。
このため、エンジン１は、少なくとも相対的に低負荷かつ低回転である特定運転状態にあるときに、既
燃ガスの一部を気筒１１ａ内に存在させるＥＧＲ手段を備える。ＥＧＲ手段は、少なくともその一部が
エンジン１内に形成されかつ、通路長が所定長さ以下のＥＧＲ通路５１とＥＧＲ制御弁５１ａと制御器
１０とを含んで構成される。特定運転状態にあるときには、エンジン１は、気筒１１ａ内の全ガス重量
Ｇと燃料の重量Ｆとの関係が、３０≦Ｇ／Ｆ≦６０を満足するように運転され、制御器１０は、ＥＧＲ
率が、エンジン１の幾何学的圧縮比εに対して、
（１０－α）×（１５－ε）＋２０－α≦ＥＧＲ率≦６０［％］
（但しα＝０．２×外気温度［℃］）を満たすように、ＥＧＲ制御弁の開度を制御することで、自動車
搭載用の、特に低圧縮比（１２～１５）のディーゼルエンジン１において、燃料の着火性を確実に確保
する。
--------------------------------------------------------------------------------------------
→これを実現したコア技術は、圧縮比を低くすると、環境により着火しない場合がある。これを使用環
境に応じ適切に燃料を噴射することで低温時でも確実に着火――１回の燃焼の間に最大８回の燃料噴射
が可能――できるようにし解決した。つまり、高価な排ガス浄化装置がなくとも、世界でも厳しい排ガ
ス規制のポスト新長期（国内）、ＥＵＲＯ６（欧州）に対応。ガソリン車との価格差を大きく縮小し、
価格の安い小型車への搭載を実現したというわけだが、課題はこれだけではない。小型化すれば表面積
が大きくなり熱損失（冷却損失）が大きくなるが――これを、ピストン上面が段形状をしたエッグシェ
イプと呼ばれる燃焼室（下図参照）を採用することで、ピストンが下がる際に発生する冷たい空気の流
入と温かい空気の流出を抑制する。
さらに、従来は噴射する燃料が燃焼室の壁に当たり、その壁面付近で燃焼するため熱が逃げやすくなっ
ていたが、燃料を噴射する距離を短くすることで、燃焼室の中心で燃料が燃えるよう工夫し、燃焼室の
外壁から熱が漏れる冷却損失を低減する（下図参照）。
Image may be NSFW.
Clik here to view.
Image may be NSFW.
Clik here to view.
【要約】ディーゼルエンジンのインジェクタ４は、燃焼室３の中心Ｐを挟んで相対向する位置に配置さ
れた第１噴射弁４Ａおよび第２噴射弁４Ｂを有する。第１噴射弁４Ａおよび第２噴射弁４Ｂの双方を通
る直線を対称軸ＳＬ、当該対称軸ＳＬで燃焼室３の平面領域を二分した場合の一側を第１領域Ｄ１、他
側を第２領域Ｄ２としたとき、第１噴射弁４Ａは第１領域Ｄ１に向けて燃料を噴射し、第２噴射弁４Ｂ
は第２領域Ｄ２に向けて燃料を噴射する。第１噴射弁４Ａおよび第２噴射弁４Ｂから噴射される噴霧に
は、対称軸ＳＬに対し７°以上１５°以下の角度ｒ１をもって噴射される噴霧が含まれることで、燃焼
室内の空気の利用率を高めてスート（煤煙）の発生量を低減する。
--------------------------------------------------------------------------------------------
日本ではこれまで、ディーゼル車は二酸化炭素の排出量がガソリン車に比べ少ないものの、黒煙をまき
散らすイメージが強いため敬遠されてきたため、「ＨＶ、ＥＶ、軽自動車が「エコカー御三家」であっ
たが、マツダのクリーンディーゼル車が普及価格帯の小型車にも入ってきたことで、ディーゼルが第４
のエコカーとして公認されるか注目を浴びることとなった。こういった環境技術開発を早く着手し、ト
ラックなどの産業用ディーゼル・エンジンの改良がなされなったのかについては、このブログでも掲載
指摘したが、ここにきてやっと実現したので、ホットした気持ちになった。さすが、マツダ！このよう
にマツダの躍進を考えながら、クライマックスシリーズで阪神タイガースに敗れたとはいえ、広島カー
プの躍進とダブルところがあるように思えたが、これは無理っぽいか？！
Image may be NSFW.
Clik here to view.
Image may be NSFW.
Clik here to view.