＜マツダのディーゼルエンジンの圧縮比について＞ 従来のエンジンより圧縮比が低いと思うのですが、そのメリットは何なのでしょうか？

Question

個人的にはエンジンを軽量に出来ることくらいしか思い浮かばないのですが・・・

Answer 1

nakagawaw123124さんへ

以前に
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1288787447
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q13133981928
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q13136280073
という様な回答を書いてみていますので、ご一読下されば幸いです。

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エンジンは、燃焼で得た高圧を膨張させて仕事に変換し、取り出す物である。
では、幾ら位膨張させるのが良いのか?

膨張させればさせる程、仕事へ変換する効率が良く成る一方で、ロングストロークなエンジンデザインに成って行く分、ピストンとシリンダーの擦動面積が嵩んで来ます。
だから、ある所で打ち消し合って頭打ちに成り、それ以上では却ってロスする。
そのピークが、識者の目算で「14位だろう」と言う事であり、近年では計算もされる様に成った、SKYACTIVEコンセプトで世界で初めて採用された、と言う事なのです。
勿論、乾性皮膜(コーティング)の実施や、カムベース円接触幅削減、更にはローラーフォロワー導入等の摩擦低減の努力が積み重ねられていますから、摩擦損が減らせれば、その分だけバランス点は高膨張比の方へズレて行きます。d(^^)

で、ディーゼルのSKYACTIVE-Dでは副次的に、「低温燃焼」側へエンジンの運転がシフト出来、NOx生成排出量を抑えられたが為に、NOx還元・無毒化の為の触媒類の装備を省く事が出来た → 価格低減で商品性Upに成功した、と成りましょうか。
他社や大型車では尿素SCRやNOx吸蔵触媒を使ってでもディーゼルの排ガス浄化をやっている努力を見れば、それだけが目的で(理想の)低圧縮比化が行われた訳では無い、と言えますネ。

ディーゼルにおいての理想の低圧縮比化の本命は大型車。
ですが、Turbo過給でのダウンサイジングでさえ、日本では幹線道路にさえ信号を躊躇無く付けてしまう、Stop&Goの多さに、クラッチ合わせの容易な自然吸気大排気量ディーゼルが温存された、と言う過去が在ります。
ドライバビリティを悪化させずに低圧縮比化は実現可能なのでしょうか?

ここに一つの解が在ります。それは、Turboの他に、機械式過給器も使って、アイドル回転から高過給圧を掛けてしまう事。
アイドルからでも大気圧の2倍と言った高過給圧を掛けるなら、排気量半分と言った大胆なダウンサイジングも可能に成るでしょう。
問題は、ウェイストゲートやプレッシャーリリーフ弁の様な、折角の圧を逃がしたり捨てたりせずに制御する事。
この為に、吸気弁閉じ時期を連続可変する機構の開発が待たれています。(閉じ時期可変で、吸気行程長の長短を制御する事で、過給圧制御する)

これは、SKYACTIVE-Dにも適用出来る改良案です。

尚、ムービングパーツの薄肉化・軽量化で高回転型(?)に出来た、という意見も在るでしょうが、その昔のいすゞジェミニでも5500rpm位は回っていましたから、4〜5千rpm回った程度で「胸のすく様な高回転」って宣伝文句は、どうかなぁ・・・と思っちゃいます。f(^^;)
スポーツさの度合いは、アクセルレスポンスの良さと、そこで発揮されるトルクの太さに拠るべき、と考えます。
その点、最新の直列型のシーケンシャルTurboであっても、Turboラグは原理的に回避出来ない物ですし。

質問者からのお礼コメント

難しくて理解できないところはありますが、漠然ながら分かった部分もあります。
有難うございます。

Answer 2

圧縮比を下げることによって、不完全燃焼を防ぎディーゼルエンジンを5000回転以上回せるエンジンにすることができた。

Answer 3

PMとNOxという環境排出物質を削減するのが一番の狙いです。
副次的に圧縮比が低くなる事で、エンジンブロック強度をガソリンエンジン並みに落とすことで、軽量化・小型化・低コスト化が可能となっています。
マツダ自身がこちら（http://www.mazda.com/ja/innovation/technology/skyactiv/skyactiv-d/）で解説されています。

(nakagawaw123124さんへ)

Answer 4

圧縮比を下げることができれば損失が下がって効率が改善される
「可能性」があります。
圧縮することによって機関にブレーキがかかるので
まったく圧縮しなくて良いなら効率は大幅に上がるはずです。