車のエンジンに詳しい方、内燃機関の専門家の方、

Question

MAZDA ロータリーエンジン ワンケルエンジン 東洋工業 マツダ ディーゼルエンジン ＳＫＹＡＣＴＩＶＥ 低圧縮比 ＲＯＴＡＲＹ ＥＮＧＩＮＥ スカイアクティブ

前置き

小生は、ロータリーエンジンの大ファンでした。ファミリアロータリーセダン（マツダの市販車では３代目のロータリーエンジン搭載車）から、１６年間で、５台乗り継ぎました。
その後、他国産社の直４、直６、欧州車直６と乗り継ぎ、現在は、欧州車のディーゼル直４に乗っています。

小生の願望・希望・夢・質問

ロータリーエンジンの欠点としては、燃費が悪い、低速トルクが弱いなどが挙げられます。
実感として、全くその通りだと思います。
一方、ディーゼルは低速からトルクが太く出ますし、燃費は恐ろしく良いです。

さて、
現在、燃料高圧噴射技術も進み、その制御技術も進んでいます。
一方、スパコンなどを利用した燃焼解析なども進んでいると聞いています。

現在の先進技術を採用して、ディーゼルロータリーエンジンというのは、出来ないものでしょうか？

そうすれば、ロータリーエンジン、ディーゼルエンジンの欠点を打ち消し合って、素晴らしい「夢のエンジン」になるのでは？ と夢想するのですが？？？

逆に、折角苦労して作っても、何の取り得も無い平凡なエンジンに仕上がるかも知れませんがーー

皆様の甘口・辛口のコメントを御願いします。

Answer 1

どうにも気が引けるのですが、

>甘口・辛口のコメントを御願いします。
との事なので、2点程。。。

レシプロエンジンを思い浮かべて頂きたいのですが、燃焼室の気密を司るピストンリングの合い口は何箇所でしょうか?
これが先ず第一点の話に成ります。d(-_-)

Ringの合い口は1箇所。その上、Top・Secondと2重に成ってます。。。
と言うのは小型車規模での話で、大型車以上の規模のエンジンに成ると、リングの本数がもっと増えたりします。(5〜7本とか)
それだけ、高圧を、長い時間に渡って封じ切る事に腐心しているのが現在の技術レベル、と言う事に成りましょうか。(低回転型と言う事は、それだけ高圧に保持し切らなきゃいけない時間が長く成る事を意味する)
一方でロータリー。合い口に相当する継ぎ目は何カ所に上りましょうか?

方形の燃焼室である為、最低でも4箇所、実質的にはApexシールのコーナー部分に隙間を作らない為に、後2箇所。
最低でも計6箇所もの継ぎ目が要ります。(実は更に多い)
今後、高分子化合物の飛躍的発展等を見込めば、ロータリーでディーゼルが実現するかもしれませんが、現状ではこの継ぎ目の数の多さ(全て漏れる)が、ディーゼル化を目指す上で致命的だと考えられています。

そしてディーゼルその物のポテンシャル。
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「拡散燃焼」を使う事が、ディーゼルのディーゼルたる由縁です。
http://www.isuzu.co.jp/technology/d_databook/technology.html
(プレ噴射で着火時期を確定し、然る後に主たる燃焼である「高圧噴射」が行なわれる)

吹き込む燃料の量で、出力を調整する訳ですが、噴射量を増やして行くと、ある量から先は、黒煙とNOxが同時に急増し出す事が知られています。
昔から空気過剰率：λ=1.3 などと言われていますが、吸い込んだ空気(に含まれる酸素)の3割方を余らせる位迄しか吹き込めない、使い切れ無い。
結果、余剰酸素を常時排出するので、ガソリンの排ガス浄化では神風と成った三元触媒が使えない。NOxを乖離して無毒化出来ない。から、これだけ、こんなにも、ガソリンに対して排ガス浄化が遅れて来たのです。
・・・と言う事は、排気量を三割方大きくして初めて、ガソリンと同じ土俵に立てる位のポテンシャルしか持ち得ない、と言う事を意味します。(ガソリンは理論空燃比を常用する。厳密に)
本質的に低トルク低出力なんですヨ。
加えて、拡散燃焼なので燃焼に時間が掛かる。のは「時間損」が大きい事も意味する。

今は、スロットルバルブが無い為に低回転低負荷でも排ガス流量が減らない事が、Turboとの親和性が良いと言う事で、ガソリンを凌駕している様に見えている時期。
でも、絶大なる過給の威力を、ガソリンにも同程度だけ与えられる様に成ったら、ディーゼルの出番は在るのでしょうか?

レシプロのストロークに相当する偏芯量が取れない、よって扁平な燃焼室形状、等も重大な問題だと思いますが、それら難題を解決して尚、ポテンシャルに関わる問題が在る、と言う事を理解して下さいナ。

中々難しい話だと思いますので、何か有りましたら補足なさって下さいな。d(^^)/~

Answer 2

ロータリーエンジンでは気密性に問題があって高圧縮には向きません。
ロールスロイス社のディーゼルロータリーエンジンは二段構えの構造で大きなロータリーで空気を中間程度に圧縮して小さなロータリーに送り最終的に圧縮比を２０にして燃焼させています。
マツダの低圧縮ディーゼルなら実用できそうですが全てを設計しなおさなければなりませんから実行されることはないでしょう。
それなら、ほとんど実用できる水素ロータリーエンジンの方が可能性は高いでしょうね、世界は内燃機関禁止の方向に動いてますが水素なら生き残る確率は高いので水素の研究するでしょう。

Answer 3

個人的にREの製作をしています・・
真円ロータリーで内部が空洞に出来るので、多版クラッチを内蔵してアクセルのレスポンスだけで原チャの様に走れます。

全長が24㎝で外径が40㎝位なので、軽のリヤーシート下に設置してリヤーデフを駆動します。 下の写真は初めて作ったオイルポンプの失敗作です。
http://photozou.jp/photo/show/3062269/258086767

https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q14196287024

ガソリン車は高回転時のコントロールが電子制御出来るので好いと思いますが、ジーゼルでは此れが出来ないので真面な作動は先ず無理ですね。

Answer 4

世界はＥＶに向かっています。走行するのにトランスミッションが必要な、低性能のエンジンなんてもはや必要とされていませんよ。

Answer 5

夢の有るご質問で、嬉しくなりますね。

軽油ロータリーの難点は、安定した高圧縮ですかね。
煤とＮＯＸも課題となりますね。

ディーゼル燃焼させるには、圧縮上死点での燃料噴射による拡散燃焼が必要です。
軽油の自着火には圧縮比が不足と成りそうですね。

水素をディーゼル燃焼させた研究レポートは有ります。
https://www.jsme.or.jp/publish/kaisi/150601t_.pdf

揮発性と自着火性を両立した燃料を使う可能性は有り得ます。
https://response.jp/article/2018/08/08/312898.html

ナフサ系の燃料の自着火性を高めれば、ガスに近い急速揮発でススを減らしたストイキ燃焼を実現可能な気がします。

夢の実現に期待してしまいますね。

Answer 6

ディゼルのロータリーエンジンなら昔ロールスロイス社が原案を出してます。
問題は圧縮比よりローターの面の気密性でしょう。

燃焼の時間が短いと言う人がいますが間違いです。
実際はレシプロエンジンより長い時間燃焼できるため灯油でも（非力ですが）走ることができます。

４サイクルエンジンは、１気筒で２回転で１回の燃焼ですが、ロータリーは３面で燃焼しますから３気筒エンジンと考えることができます。

この３気筒が１回転ごとに次々に燃焼する特殊なエンジンと考えると、１気筒（ローター１面）の燃焼は３回転に１回の燃焼ですから同じ回転数なら４サイクルよりロータリーの方が燃焼時間が長くなります。

ディゼルエンジンの黒煙は回転数ではなく、加速時に燃料を大量に送り込むことで燃え残りがススとなるのが原因です。

Answer 7

圧縮点火出来てのあのトルクなんだから、圧縮スカスカというか燃焼室が動く時点で無理、
後載せる車が無いロードスターを除いて全て横置きエンジン横置きミッション、軽油臭いスポーツカーやラグジュアリーセダン要らないです

Answer 8

なんか出来そうな気もしますが、一番の問題はディーゼルは自然着火ですよね、レシプロエンジンは爆発力でピストンを真下に押し下げるようになりますがロータリーの場合ピストンに代わるローターの燃焼室は縦に長く、常に移動しています
ですからロータリーエンジンには2本のプラグを縦に配置して、1回の爆発工程にタイミングずらして2度着火させてスムーズに回転力を得るように出来ています
これをディーゼルでやるには無理があると思います、まずディーゼルは圧縮熱で買ってに爆発を起こす、簡単に言えば最適な状態での爆発が出来ないんです
これはレシプロでも同じ、ただしレシプロの場合、バルブタイミングである程度調整出来ますが、吸入、排気はまったく違う場所で行われるローターリーでは、着火タイミングを取りようがないと思います
今のクリーンディーゼルは燃料噴射をコンピューターで制御して最適に近いタイミングで燃料を直接気筒内噴射しています。この直噴と言われることがロータリーで可能なのか？混合気はぺリフェラルポート通して供給されますから、点火タイミング1回でよければなんとかですが、ロータリーは爆発力をいうなれば斜めに使わなくてはいけないのでどうしても1工程で2回の着火が必要なはずですからね
ロータリーが高回転に強いというのもこの着火タイミングをうまくやっているからです、ディーゼルは自然着火ですので制御できるかどうかでしょうね
まぁ～ピエゾインジェクターを2本使って、制御できるのか？とかがポイントでしょうが、どうしてもレシプロとロータリーだと燃費の差は出ます、4サイクルは2回転で1回の爆発、ロータリーは1回転で3回の爆発ですからおのずと使用燃料は多くなります、ディーゼルの市場価値と言うかなぜディールに乗るのかと言う事を考えれば、まず経済的と言う事、今の市場において速いけど少々燃費も悪いというディーゼルが市場で受け入れられるのか！？もしできるとしてもコストがどうなのか、これが最大の問題でしょうね

Answer 9

アペックスシールはカーボンだからいけそうだけど
サイドのシールがゴムなのでココが無理かな

Answer 10

排気導入して吸気温度を高めることで低圧縮に持っていきたいところですが、ロータリーは燃焼室が移動してしまうんですよね
そういう点でディーゼル化はまだまだハードルが高いんじゃないでしょうか

先ずは筒(？)内噴射でガソリンロータリーの復活を望みたいものです

Answer 11

現在の先進技術を採用して、ディーゼルロータリーエンジンというのは、出来ないものでしょうか？


燃焼方法を変えれば可能ですが
軽油は
２サイクル燃焼方式では
燃焼室の熱の高熱過熱が不可能

基本ディーゼルは
燃焼室が
５００度以上の空気圧縮過熱状態に
軽油の噴射は基本



youtube

Rotary Engine
https://www.youtube.com/watch?v=WOtQG35EK_s