エンジンの質問です。エンジンが稼働しているときの 燃焼状態の質問とあって、マイナーな内容で申し訳ございません。 当方、ベンツのW212前期E350、M276直噴エンジンに乗ってます。

Question

何でもこのM276エンジンは「ストイキ燃焼」する直噴エンジンなの

ですが、回転数によっては「リーン燃焼」するらしいのです。

どうしてなのか分かりません・・・

直噴エンジンの歴史として、三菱が最初に、「リーン燃焼」の

直噴（第一世代）を販売したものの、性能サッパリで終了・・・

そしてトヨタ、日産、ホンダなどが「ストイキ燃焼」（燃焼

状態だけがストイキ）を出したものの（第2世代）、これまた

イマイチなのかどうか・・・ほどなくして終了・・・

最後、第3世代として「ストイキ燃焼」に、超高圧燃料噴射

し燃料の微細化を促進したスプレーガイデッド式を付加した

直噴エンジンがあります。

当方のM276エンジンはこの第3世代なのですが、なんでも

この世代の特徴はというと、燃焼が希薄だったリーン燃焼など

でなく、均質燃焼を狙ったストイキ燃焼なはずなのに、

なぜリーン燃焼するのか・・・

リーン燃焼は燃料が薄すぎてきちんと燃えないから問題が続出

したはずです。そこに登場したのが第3世代のストイキ燃焼をする

エンジンなはずなのに、リーン燃焼をしていたとは・・・・

ストイキ直噴エンジンは常時エンジン稼働中はストイキ燃焼

しているものとばかり思っていました。

しかしもちろんアイドル中や、減速時のアクセルオフに限って

はリーン側に振れ、加速や高負荷時はリッチ側に振れるなんて

ことは知っているものの、大方ストイキで稼働していると

思っていたものの意外やリーンで稼働しているそうです。

ということは・・・M276エンジンは「ストイキ直噴エンジン」

などではないということなのでしょうか。

M276エンジンは一体何者なのでしょう？

知見をお持ちの方がおられましたらよろしくお願いします。

Answer 1

リーン燃焼は燃えます。
キチンと燃えないっていうのは
違っていてNOxが増えるので
排ガス規制が厳しくなったら使えなくなっただけです。
あとリーン燃焼の効果は少ない燃料で点火できるので燃費が良くなることです。
つまり50キロくらいの速度とかで
一定走行するようなときに有効なだけで
加速減速を繰り返す日本ではほとんど意味がない。

そしたらやっぱガソリンと空気は
適正な理論値で完全に燃やし切れば
未燃焼ガスも出ないし排ガスも綺麗だよねって時代がきてからのストイキ。

インジェクターが燃料を吸気ポートに噴射してたら
壁に着きまくって噴射したガソリンが
すべて気筒の中に入ってないわけで
つまり燃費向上の余地がそこにあるわけ。
気筒の中にダイレクトに必要な量だけ噴射できる
直噴エンジンでストイキ燃焼の時代が来ましたよってことです。
それが今。

低負荷時にリーン燃焼
高負荷でストイキ

こういうことができるようになったのは
インジェクターの性能が上がったから。

小さな注射器からは少ししか出ない。
大きな注射器からはたくさん出る。
これが旧来のインジェクター。
だからリーンかストイキかを選ばなくてはならなかったが
いまは1つのインジェクターで両方の制御ができる。

だから低負荷と高負荷で使い分けているってことでしょう。

クリーンディーゼルなんかは
極端な例えで言うと
0.001秒とかのその間に
8回くらい連続で細かく噴射してるらしいですが
このインジェクターを進歩させたのは
やっぱボッシュで、
それをトヨタお得意のあれでデンソーが後からパクる、っていうのを
繰り返されて今に至ります。

Answer 2

肥後六花さんへ

>なぜリーン燃焼するのか
第一に挙げられるのは、燃費の数字を良くする為です。ストイキオメトリー、理論空燃比より薄い所に燃費ベストな空燃比が在ります。
トルクに余裕が有るエンジンだったら、高速道路巡航等でこの領域・空燃比を使いたい。けど余剰酸素を絶えず排出する事に成って、三元触媒がNOxを解離して無毒化出来なく成ります。
ので、常識的のは使ってはいけない領域なのです。(但し、以前の日本の規制では40km/h以上は測定しなかった様な d(^^;)

もう一点挙げるとすれば、始動後に昇温し切っていない状況。
昇温していなくて軽負荷であれば、NOxは出て来ない。
そういう状況の時にリーンバーンにして排気を昇温し、触媒の稼働を早める、という制御が在ります。
触媒は然るべき温度に成らないと稼働出来ない。ので、昇温していないタイミングを短くする為、ですね。
何か有りましたら補足なさって下さいな。d(^^)