リーンバーンをマスキー法に対応するためシビックcvccエンジンが開発されます。 1970年台の話です。

Question

しかし、日本でリーンバーンが注目されだしたのは1990年代後半に三菱GDIエンジンでディアマンテやギャランだったと兄から聞きました。
この間、なぜリーンバーンは注目されなかったのでしょうか？

トヨタのエンジンを調べたら、1984年に希薄燃焼ガソリン機関（リーンバーンエンジン）4A-ELU（2弁）を世界で初めて開発した。と書いてありました。
あれ？
cvccエンジンは？と思いましたが、リーンバーンエンジン、作らせている割には三菱GDIエンジンまであまり注目されてませんでしたよね？

なぜでしょうか？
こんがらがってきます。
誰か整理して教えて頂けないでしょうか？
すいません、よろしくお願い致します。

Answer 1

ガンガルーさんへ

>リーンバーンをマスキー法に対応するため
>シビックcvccエンジンが開発されます。
ん? 何か話が違って来ている様に思いますけど。。。

>しかし、日本でリーンバーンが注目されだしたのは
>1990年代後半に三菱GDIエンジンで
>ディアマンテやギャランだったと

>この間、なぜリーンバーンは注目されなかったのでしょうか？
う〜〜ん、、、幾つか大事な要素が抜けている様に思いますねぇ。

* * *

先ず、排ガスを清浄化しよう、という機運が高まり、政治的圧力が掛かって来ます。ので、色んな方策が考えられた。
その中で、
・全体は希薄にしておき
・燃え難く成ってしまうので、
・火炎jet噴射で一気に燃やそう
と画策したのが魔法の蛸壺：CVCCです。

未だ厳密な空燃比コントロールが難しかった時代で、敢えてNOxが出難い濃い目にしておいて、空気ポンプで薄め
て行って未燃炭化水素を「燃やそう」ってな事で帳尻を合わせようとしていた時代。
(だからこそ、急速燃焼が効くのでツインプラグ、とか)
でも、それじゃ燃費が悪化してしまう。どうにか成らないか?

その一つの解がCVCCであり、世界に先駆けて一早く規制をクリアした。ので話題を拐った訳です。
しかしその後、三元触媒という神風が吹いた。電子制御もO2センサーを取り込んで進化し出した。
CVCCも噴射孔を5つに増やしたりしましたが、燃焼室表面積が大きくて冷却損が大きい事、圧縮(膨張)比Upが中々難しい事等から、ホンダも副室式燃焼室を諦める事に成った、、、という所でしょうか。
考え違いをしてたら御免なさいね。f(^^;) 電気屋なモンで

三菱のGDIは、もっと別な狙いを持って開発されました。
三元触媒と電子式燃料噴射、そしてO2センサー利用のフィードバック制御に学習制御、で一応の完成を見たガソリンの排ガス浄化。
さて、次は何をやろうか。。。

燃費低減には薄目で燃やすリーンバーン。しかし常に余剰酸素を排出する様に成る為に、三元触媒がNOxを乖離して無毒化出来ない。
んじゃ、低燃費に効く16〜18：1よりもっともっと薄い21〜22：1にすれば、少ないNOx生成排出量に抑えられるから許してくれるだろう。
という目論見は独でグリーンピースに突き上げを喰らい、燃焼室内圧を直接測定出来るセンサーをわざわざ開発して、もっと薄い23〜24：1を使う様にした、次の世代のエンジンを登場せざるを得ませんでした。が、、、
トルクが薄く成り過ぎてガクガクし、中々希薄燃焼域に入れられ無かった。
低速トルクの豊富さがもっと重視されるATじゃ、更に酷くて殆ど希薄域で運転出来ない。
バカらしい、って事でこれは沙汰止みに。

薄いので火点きが悪い。
んじゃ、火花の近傍だけガソリンを濃くしたら、、、という事で成層燃焼が試みられます。
それが、吸排気弁の間に吸入ポートをおっ立てたGDI、だった訳です。
筒内直噴の気化潜熱によって自己不正着火を抑制出来て、充填効率Upを獲得した。のに圧縮比12も達成した。
さて、次なる・更なる飛躍へは何、と周囲が期待したら、三菱の安東さん(で良かったんだっけ?)は「これで終わり。後は別の課題に(摩擦損低減だっけ?)と語って、ビール飲むならミラーのおじちゃん
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%BC%E5%9D%82%E5%BC%98

を驚かせ、呆れさせたのだそうでした。
現実は、霧化は出来ても気化・混合気形成には時間が足りず、燃焼室内汚損が問題視されて、筒内直噴は一度手控えられていますね。

* * *

燃焼で得た高圧を膨張させて仕事に変換し、取り出す物がエンジンである。
では、一体幾ら位膨張させるのが良いのか?

という事を真摯に考える正道に、今の開発は戻って来ている、と言えると思います。
圧縮比12じゃ物足りない。膨張比14を目指さなきゃ。
だけど圧縮比14は高過ぎる。ので、充填効率を下げて圧縮比だけ下げる、高膨張比(アトキンソン)サイクル化する。
と、実質的な排気量は減るので、恐ろしい位寂しくショボい出力に成っちゃう。
これに対して、某ヨタ：プリウスは電動を補助に加えて「Hybrid」を成立させました。
でも電動補助を加えないなら、、、
過給によるダウンサイジング、が答えに成ります。

リーンバーンを再登場させるのは、過給によるダウンサイジングをやり尽くした後で良い。
ストイキオメトリーで、三元触媒で、清浄な排気を保ちつつ熱効率Upを目指す。
行く行くはディーゼルに負ける最大の要因と言われ続けている、スロットル弁も無いエンジンに成って行くでしょう。今は未だ極少数ですが。。。
吸気弁閉じ時期を連続可変に出来れば、出力と一緒に過給圧もここで制御出来る事に成るので、諸悪の根源とさえ言われるウェイストゲート弁を無しにも出来る。折角の圧を捨てたり逃したりする、勿体無い事をしなくて済む様に進化出来る。。。

ってな話を書いてみました。
電気屋なので f(^^;) 間違えてたらご免なさいネ。何か有れば補足なさって下さいな。

Answer 2

CVCCは1980年代後半にその役目を終えます
それはパワーアップの要求に応えることはできなかったからで
高精度な電子制御燃料噴射装置をはじめとする燃焼制御技術や
三元触媒の登場などによって
排気ガス対策のためのCVCCの役割は終わったということです
ただ、現代においてF1エンジンでは
CVCCの後継のような技術が登場したりしています

トヨタについてはホンダから技術供与を受けています

GDIについてはメリットもあったけど
それを上回るようなデメリットもあったから注目されていないだけ
GDIエンジン欠陥なんかで調べるといい

Answer 3

よく調べて下さい。

副燃焼室方式のエンジンはダイハツも出してます。

よくシリンダーに落ちたけど。

Answer 4

マスキー法はアメリカの法律です。
アメリカで販売するには排ガス規制値をクリアしなければならないのですホンダCVCCエンジンは燃焼前処理方法で他社は燃焼後処理で排気ガス触媒装置
触媒装置が世界でメインになりCVCCエンジンは消えていきました。
触媒装置の技術開発とエンジン制御装置のECU化でリーンバーンエンジンの開発はしていましたが開発競争の中で順番が後回しにされていました。
馬力が大きいほど車が売れ、エンジンの評価とメーカーの技術力を示す数値になり
馬力が出ないエコは世界的に不要でした。
そしてGDIは三菱自動車工業の筒内噴射方式エンジンです。
CVCCとGDIは制御方法や燃料供給方式も違いますのでリーンバーンエンジンと文字では表記されますが全くの別物です。
現代では理論空燃比よりも薄い燃料で燃焼できるエンジンをリーンバーンエンジンと呼びます。最近では排ガス規制等との兼合いや、メンテナンスの難しさ（カーボン発生による不具合の頻発）などから、各社とも再びポート噴射型のエンジンに戻りつつあります。また、未だに直噴を採用しているメーカーにおいてもポート噴射と併用することによって、ポート噴射でノッキングを起こさない程度の燃料を予混合し均質化した空気をシリンダーに吸入させ、シリンダー内のインジェクタノズルによって噴射した微量の燃料に点火することによって燃料を完全燃焼させるという方法で直噴エンジンの燃費のよさを活かしつつ、カーボンの発生を抑え、不具合の減少を図っている。
そして令和に時代は世界の自動車メーカーおよび研究機関はEV技術とスーパーリーンバーンエンジンの開発が進んでいます。

Answer 5

なぜリーンバーンは注目されなかったのでしょうか？

触媒が

開発途中の時代

ＣＶＣＣ・触媒無しでクリアー