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ディーゼルの発火について。ディーゼルは、自然着火ですが、マツダの圧縮比14なら...

aho********さん

2019/8/1815:16:10

ディーゼルの発火について。ディーゼルは、自然着火ですが、マツダの圧縮比14ならプラグでの着火は、可能でしょうか?

何故そんな事を聞くかというと、自然着火の為、ディーゼル特有の音が聞こえると、あったので、ならば、プラグでの着火出来るなら、その音は消えるのでしょうか?
それとも軽油というものは、プラグで着火出来ないものなのか?
出来たとしても、ディーゼル特有のトルクがもしかして自然着火だから出る、とかでしょうか?
出力は、変わらないけど、有害物質発生が激しくなる。とかあるんでしょうか?
単純に、疑問に思っただけです。

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ベストアンサーに選ばれた回答

k_f********さん

2019/8/2000:52:02

aho********さんへ

簡単な様で、結構厄介な話なので、少々お付き合いの程を。

>ディーゼルの発火
>ディーゼルは、自然着火ですが、
>マツダの圧縮比14ならプラグでの着火は、可能でしょうか?
良く意味が判りませんが。。。
Skyactiv-Dは、圧縮比だけで考えずに、圧縮比 × 過給圧、で考える様にして、理想の低圧縮比を実現させて来ましたよ。この考えなら、点火プラグでサポートせずとも十分に着火します。d(^^)

>自然着火の為、ディーゼル特有の音が聞こえると、あった
>ならば、プラグでの着火出来るなら、その音は消えるのでしょうか?
基本的には、ディーゼルノック音は消えません。
スパークアシストディーゼルは、ずっとずっと研究が続けられて来ましたが、コモンレール式に代表される、高圧で、精密に多段噴射可能な燃料噴射系が開発されるに及んで、出番が無い状態に成っています。

https://www.isuzu.co.jp/technology/d_databook/technology.html

を参照すると、「プレ噴射」の時点で確実に火種を作る様にしている事が判ります。火種を作り、本格的な高圧噴射を行なう。
着火が遅れると「ディーゼルノック音」とNOxが急増してしまう。(エンジンが割れんばかりにキンキンと鳴く)
から、着火タイミングを明確に定める、と言う事がNOx抑制の為にも大切に成って来るのです。
よって

>軽油というものは、プラグで着火出来ないものなのか?
出来なくは無い(そもそもガソリンより圧縮で着火し易い)が、やる必要性が無くなってしまった、と言う事なのでした。

>ディーゼル特有のトルクが
>もしかして自然着火だから出る、とかでしょうか?
いいえ。
そもそも、ディーゼルはガソリンに比して、低出力低トルクに甘んじる存在です。
今は、過給の絶大なる威力を借りる事によって、ガソリンに追い着いた様に見える。
しかしその威力十分な過給を、ディーゼルと同じだけガソリンに与えられる様に成ったらどうか? ノッキングを心配せず燃料冷却も必要無く成ったら。。。
その時は又、ガソリンの優位性、小型軽量大出力で清浄な排ガス、という特性が際立つ事に成るでしょう。

>出力は、変わらないけど
低出力低トルクです。
それが証拠に、小型自動車に2Lのガソリンが載せられていた時に、ディーゼルは2.6Lとかの設定がされていても、重くてトロくて遅い d(^^;) というのが常識だった訳ですから。

>有害物質発生
基本的な燃焼方式がガソリンとは違いますから、中々難しいんですよねぇ。

* * *

ディーゼルは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。
着火後も燃料の吹き込みが続くこの方式を、Proは「拡散燃焼」と呼びます。
先に燃え始めてる火炎の中を、後続の燃料霧が潜る。
この時、炭化水素の中から燃え易い水素だけが先に奪われ、燃え残った炭素同士が手を繋ぎ合って巨大化し、黒煙の素に成る煤へ成長する。
一方、吹き込まれた燃料液滴1粒1粒の表面から燃えて行くので、その近傍が超高温に成り、燃えない筈の窒素が酸素と結び付いて、NOxが生成排出されてしまう。
ガソリンの様に、燃料の気化ガスを混合気として吸い込んで圧縮し、点火・燃焼させるのを「予混合燃焼」と呼びますが、ガス体で直ぐ燃え切ってしまうだけに、NOxの生成は少ない。し、煤も出難い。

バーナーで空気を炙る様に加熱する「拡散燃焼」は、ある噴射量から黒煙とNOxが急増し始めるので、その手前を最大出力点と定める。
無視して吹き込み量を増やすなら
https://www.youtube.com/watch?v=FkSWSbyY1AI

に成ってしまう d(^=^;)
だから、過給が福音に成ったのです。
ディーゼルの排ガス対策の第一歩は、過給に拠る空気過剰燃焼化。
だったのですが、やってみれば、過給気を吸気クーラーで良く冷やしてから吸わせれば、NOxの生成排出量も大きく抑制出来た。
だが、副室式燃焼室の時代は、冷間始動性獲得や低温で綺麗な燃焼を得る為に、21〜23もの高圧縮比設定が欠かせなかった。
燃焼室内最高圧は昔から200kg/cm^2とされている為に、満足に過給圧を上げる事が出来なかった。
それが筒内直噴の実用化に成功すると、圧縮比は16.5〜17.6と一気に大きく下がった。この圧的余裕を過給圧Upに振り向け、一方、噴射量増は底々に抑えて空気過剰燃焼化した。

それでももっと圧縮比を下げたい。理想の膨張比14を実現したい。
でも、圧縮比14だと低過ぎる。。。

そこで単に圧縮比で考えず、圧縮比 × 過給圧、で考える事にした。
が、入手し易いTurboでの過給だと下スカ上ドッカンの速度型の特性なので、出来るだけ幅広い運転領域で過給圧を得られる様に、大小を組み合わせるシーケンシャルTurbo、それも最新式の直列型にし、それでも過給圧が得られない低回転低負荷時の為に、
・ディーゼルには本来不要な筈のスロットルバルブ装備
・吸気行程で排気弁もちょこっと開ける自己EGR
の2手をもって、DPFの連続再生に不可欠な排気温300℃を実現しています。
これが無かったら、アッと言う間に糞詰まり。d(^^;)

と言うのが Skyactiv-D の真髄なのですが、、、長過ぎましたかね? f(^^;)
中々書き切れません。

質問した人からのコメント

2019/8/22 20:16:11

難しい話ですね。
プラグ着火が可能だとしても、ススがついてダメなんじゃないか?との考えも浮かびました。

ベストアンサー以外の回答

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2019/8/2111:38:25

ディーゼルはガソリン車とくらべて圧縮比が高めなのでトルクが大きいのです。

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azw********さん

2019/8/1815:44:47

それとも軽油というものは、プラグで着火出来ないものなのか?


直噴なので

構造上

無理

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