｢直噴エンジンといえば、三菱が先駆けるものの先走りすぎて失敗、日産もホンダもすでに辞めてしまい、今残っているのはトヨタとマツダのみ。」という記事を見つけたのですが…

Question

①何故各メーカーが直噴エンジンをやめてしまったのでしょうか？②各メーカーの直噴エンジンを積んだ最後の車は何でしょうか？教えてください。

一応調べてみました。ホンダの直噴搭載車は分かりません。日産はＶＱ30ＤＤを積んだセドリック・グロリア、またＶＱ25ＤＤを積んだセフィーロ・セドリック・グロリアかな？三菱はギャラン・レグナム・ディアマンテ・2.4Ｌのエアトレックの前期・2代目ＲＶＲ・旧型グランディス・3.5Ｌのパジェロ・チャレンジャー・ランサーＷ・パジェロイオ等殆んどＧＤＩ直噴で、3.5Ｌパジェロが最後になるのかな？これで精一杯ですが、ご教授願います。

補足

2.5ＬのＶ35スカイライン・Ｍ35ステージアも直噴でしたね。

Answer 1

①やめていません。まだ発展途上です。
ただ、直噴で希薄燃焼を行なうという当時の三菱GDIの考え方は廃れました。これはトヨタのD-4と同じです。レクサスのLS何とか～は、直噴とポート噴射（一般的なインジェクション）の2通りを備えて走行状況によって切替えています。スズキも直噴ターボ車がありましたが今もあるかな？

直噴で困るのが燃料の気化。ポート噴射だとガソリンを吹き込んだあとエンジンは吸入行程と圧縮行程と時間があるし、エアで盛大に掻き混ぜられるので十分気化するのですが、直噴だと吹いてすぐに点火→燃焼なので気化されず、燃え残りは黒煙となって吐き出されてしまいます。また希薄燃焼で燃費を稼ぐというのは、NOｘの増大を招き今では廃れてきています。三菱のGDIの考え方だと、このNOｘが酷いため、最近の排ガス規制にパスできないため駆逐されていったと聞いています。

今の技術だと、直噴するときにガソリンを高圧で微細に吹き込むことによって気化を促進させることが可能ですし、なにより圧縮比を落とさずにノッキングを防ぐことが出来るので直噴＋過給機というのはパワーと燃費を両立させるにはうってつけのシステム。この考えはフォルクスワーゲンが採用しゴルフなどに搭載しています。

採用例が少ないのは、直噴の燃料ポンプやインジェクタが極めて高いこと。ディーゼルエンジンがガソリンエンジンより高いのと同じ理由になってしまいます。

質問者からのお礼コメント

当時の技術では排ガスＮＯｘ規制をクリアー出来なかった事が一番の原因のようですね。
リーンバーン希薄燃焼（ホンダ直噴（ストリームアブソリュート）・三菱ＧＤＩ・日産直噴）の中古車はエンジン内に希薄（不完全??）燃焼による燃えカスが溜まっているエンジン不調車が多いそうですね。トヨタのゼロクラウン以降のポート噴射・直噴併用ＧＲ型Ｅ/Ｇなら安心かな？高圧噴射ポンプ・触媒等の高コストも問題のようです。

Answer 2

スズキもまだ販売してますよ
ワゴンＲ ＲＲにも搭載されていましたが
現在はセルボに搭載されて残っています。

Answer 3

ポルシェは直噴エンジンを採用していますよ。
http://www.carview.co.jp/road_impression/article/porsche_911/219/

おまけに2009年度の「ベスト・ニュー・エンジン・アワード」を獲得しています。
http://www.porsche.com/japan/jp/aboutporsche/pressreleases/pj/pressreleases2009/laterhalfyear/?pool=japan&id=2009-06-18

Answer 4

確か、ホンダの直噴は初代ストリームのアブソルートに搭載されてたと思います。

Answer 5

●第１世代 （リーンバーン直噴）
1996年に三菱が世界初の量産型リーンバーン直噴エンジンを発売しました。しかし次のような問題があり、全面的に撤退しました。

(1) リーンバーン時とストイキ時のトルク差が大きく、運転性が良くない
「リーンバーン」とは希薄燃焼のことです。通常、約１４：１程度の比率で空気と燃料を混合するのですが、最大５０：１という空気過剰状態での燃焼を「リーンバーン」といいます。また「ストイキ」とは「ストイキオメトリック」の略で、約１４：１の標準的な空気と燃料の混合比（空燃比）のことをいいます。
リーンバーン直噴は、エンジンが負荷が軽いときは、リーンバーンで作動するのですが、登坂や加速時には、ストイキに戻ります。このためトルクの段差ができてしまい、走行フィーリングを悪化させていました。

(2) 排気処理がむずかしい
排気の主成分は「CO（一酸化炭素）」「NOx（窒素酸化物）」「HC（炭化水素）」の３要素です。通常のエンジンでは、先ほどの空燃比が１４：１でキレイに処理できる「三元触媒」が装着されています。しかし、リーンバーン時には、NOxが多くでき、三元触媒では、NOxが十分処理できませんでした。
リーンバーン直噴では、厳しくなった排気規制を通過できなくなりました。

(3) エンジン内がデポジット（主として炭化物の汚れ）が多い
エンジン内に噴射するとき、比較的、温度の低い壁面に燃料が噴射されると、この燃料が不完全燃焼になり、炭化物としてエンジン内を汚します。このため特殊なエンジン・オイルを使わなければならないという事情もありました。

これらのことから、「リーンバーン直噴エンジン」および直噴ではないただの「リーンバーンエンジン」は消えていきました。

●第２世代 （ストイキ直噴）
直噴のメリットは燃費改善です。しかしこれには３つの要素があります。ひとつは、リーンバーン燃焼が可能な空気流（タンブル渦流とか）を燃焼室内に形成できる点です。

もうひとつは、充填効率の改善です。これは吸入行程時、エンジンは空気だけを吸い、燃料を吸わなくても済むため、より多くの空気を吸うことができます。このロス（損失＝ポンピングロス）は特に低負荷領域で大きく、最大、出力の３０～４０％程度にもなります。
３番目は、圧縮比の向上です。燃焼室に燃料が吹き込まれると、燃料は液体状態から気体状態に蒸発します。このとき蒸発の熱エネルギを周囲の空気から奪い取ります。このため燃焼室内の温度が低下し、ノッキングしにくくなります。このため圧縮比を向上できます。だいたい１．５程度圧縮比を高くできます。

この３つのメリットのうち、最初の「リーンバーン」は上記の理由でダメだったのですが、残りの「充填効率の改善」と「耐ノッキング性向上」は有効です。これを活かしたのが、「ストイキ直噴」です。これは最近のレクサス，トヨタ（新型マークXなど）およびマツダ（DISIターボ）のエンジンや欧州車の一部に搭載されています。

●第３世代 （スプレーガイデッド直噴）
「スプレーガイデッド」とは、従来のような50～100気圧程度の燃料噴射圧ではなく、200気圧程度の高圧で噴射する方式です。このような高圧にすることで、燃焼室内に燃料濃度の異なる噴霧をつくることができ、かつ微細な粒径にすることで、霧化を助け、壁面に燃料が付着することを防止できます。

これを使うことで、一度は断念した「リーンバーン」が復活できます。もちろん、このためには、ディーゼルエンジンの排気対策で開発してきた「NOx吸蔵触媒」の技術進歩との合わせ技です。これにより、第１世代での燃費メリットを追求できるようになりました。

まだベンツとBMWの一部のエンジンにしか採用されていない技術です。

日本では、燃費向上のため、第２世代の「ストイキ直噴」が普及してきます。高級車には、第３世代の「スプレーガイデッド直噴」が投入されるでしょうが、もう２，３年かかるでしょう。

Answer 6

①最新の排ガス規制に直噴ではNox部分でクリア出来ない。
②専用インジェクターや高圧ポンプがコスト増。
③燃焼室内にすすが付着すると燃料の気化速度が狂ってしまう。

③の症状としてはエンスト、アイドリングの不安定、異常な黒煙、
不安定なエンジン音、出力の低下、燃費の悪下。
現場では故障が多いエンジンと言われた。（VQxxDD）

Answer 7

国内で直噴と言えば三菱くらいしか開発に成功していないのではないか思われます。
マツダはフォードグループですので、ドイツの直噴も持ち込んでいると思います。
（マツダの直噴はボルボのエンジンがベースなんだと思いますよ（調べてないのでわかりませんが））

ワーゲングループを始め、ドイツ車は直噴に切り替わっており、アウディーでの数字をみても直噴の燃費の良さは素晴らしいものです

これからの流れは直噴である事は間違いなく、一番初めに投入したポルシェを、はじめとしてBMWなどドイツ車で直噴ももってないメーカーないですからね

Answer 8

直噴は振動が大きいのと、オイルの汚れ・減りが早いというのと、排ガスがクリーンではないという話を聞いたことあります。製造コストもかかるようですし…