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マツダ スカイアクティブ マツダは今後スカイアクティブとロータリーを合わせ...

tea********さん

2011/9/323:03:45

マツダ スカイアクティブ


マツダは今後スカイアクティブとロータリーを合わせたRXーXを発表すると思いますか?

※スカイアクティブのことは詳しくわからないので、ロータリーと合わせるのは無理だったらすいません。

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air********さん

2011/9/323:24:53

スカイアクティブはエンジン、ミッション、ボディの技術向上の総称です。

ロータリーエンジンとミッションとボディなら組み合わせられますが、エンジン技術の売りである圧縮比向上はレシプロエンジンのみなので、ロータリーの様に圧縮比を上げられない構造では全く無意味な組み合わせとなります。

借りに出すとしても全く違う技術で無いと無理かと………

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e60********さん

2011/9/419:42:48

SKYACTIV-G 新世代直噴ガソリンエンジン(デミオ用 1.3Lエンジン版)とは,下記のような特徴をもつエンジンです。

●特徴
・圧縮比 = 14.0
・トルク = 15%向上 (低中速域:1.3L版ではなく,次に出る排気量2.0L版)

●狙い
・圧縮比 = 熱効率改善 : 効率=1-(1/圧縮比^(比熱比-1))
・ポンプ損失改善 = 可変動弁(吸入側は電動による連続可変バルブタイミング)
・機械抵抗低減 = ローラフォロワー(ロッカーアーム),可変容量オイルポンプ,ウォータポンプ改善 ~ 30%低減
●詳細
・圧縮比 = 14.0 (比熱比1.32で 9.4%改善,圧縮比10.0に対して)
・ポンプ損失改善 = 可変動弁による吸気超遅閉じ
-------
・燃料噴射 = 筒内噴射(直噴)
・ピストンヘッド = キャビティ付き (筒内気流生成:タンブル?)
・機械損失 = 30%低減
・・クランクシャフト = 細径化 (摺動速度低減)
・・弁 = ローラフォロワー (すべり → ころがり)
・・ピストンリング = 低張力化
・・オイルポンプ = 可変容量化
・・ウォータポンプ = インペラ最適化
・EGR = クールドEGRにより全域ストイキ化
・アイドルストップ = i-stop ~ 燃費8%改善

●比較車両
・現行デミオ (ミラーサイクル・エンジン 13C-V)
排気量 = 1348cc
ボア × ストローク = 74.0×78.4
圧縮比 = 11.0
燃費 = 23.0km/L(10-15モード),20.2km/L(JC008モード)
出力 = 90馬力/6000rpm
トルク = 120Nm/4000rpm

・現行デミオ (一般のエンジン)
排気量 = 1348cc
ボア × ストローク = 74.0×78.4
圧縮比 = 10.0
燃費 = 21.0km/L(10-15モード),18.2km/L(JC008モード)
出力 = 91馬力/6000rpm
トルク = 124Nm/3500rpm

・マイナーチェンジのデミオ (エンジンのみ SKYACTIV,残りは従来通り)
排気量 = 1298cc
ボア × ストローク = 71.0×82.0 (アスペクト比 = 105.9% → 114.1%:超ロングストローク)
圧縮比 = 14.0
燃費 = 30km/L(10-15モード)
出力 = 84馬力/5400rpm
トルク = 112Nm/4000rpm (15%向上なら138Nmのはずだが?) → トルクが下がっている(これが実燃費悪化のひとつの理由)

●燃費比較
・ミラーサイクルのデミオ比 23km/L → 30km/L (30.4%改善)
・通常エンジンのデミオ比 21km/L → 30km/L (42.9%改善)

●燃費改善効果の分解
・高圧縮比 = 9%
・全域ストイキ化(EGRクーラ) = 5%(推定)
・ポンプ損失低減(ミラーサイクル) = 9%
・機械損失低減 = 有効出力の30% × 30% = 9%
・アイドルストップ(i-stop) = 8%

→ アイドルストップを除く,それぞれの効果は相互に関係があり,単純に合計できませんが,無理やり合計すると,40%の改善になります。

------------

●ロータリエンジンとは?
ロータリエンジンは,おむすび形状のロータリが回転する方式で,下記の特徴を持ちます

○良い面
・体格と重量 … 出力に対して体格が小さく,重量が軽い
・レスポンス … 回転がなめらかで高回転までのレスポンスが良い
・窒素酸化物 … 燃焼室表面積が相対的に広く,燃焼温度が低いため排出量が少ない

×悪い面
・混合気流動が弱い … 2プラグにしていますが,それでも未燃分が多い → 燃費悪化
・燃焼室表面積 … 排気量に対して表面積が大きく,燃焼温度が低くなる(正確には冷却損失が大きい) → 燃費悪化
・偏心量 … 燃焼室内の圧力をトルクに変換する偏心量が小さい → 燃費悪化

この燃費悪化の特徴のため,ほとんどのメーカがロータリエンジンを開発しないのです

●SKYACTIV-Gエンジンとロータリエンジンを合わせると?

○SKYACTIV-Gエンジンの思想が使えそうな部分:
・高圧縮比 = ロータリは燃焼温度が低くノッキングしにくいので,高圧縮比の可能性があります
・直噴 = ロータリでも直噴すれば,充填効率が5%くらい改善でき,さらに圧縮比を上げられます
・オイルポンプの可変容量化
・アイドルストップ = これは可能です。ただしi-stopのようなスタータなし(補助的に使うが)で燃焼させるためには直噴が必須

×SKYACTIV-Gエンジンの思想が使えない部分:
・ポンプ損失改善 = ロータリはもともと吸気弁がないので,この改善はむずかしいです
・キャビティ付きピストンヘッド = ロータリでは点火プラグ周囲の火炎がすぐに移動するので,使えません
・クランクシャフト細径化 = ロータの慣性質量が大きいので,細くするのはむずかしいです
・ピストンリングの低張力化 = ロータリはもともとシール部からの漏れ量が多いので,むずかしいです
・EGRクーラ = 燃焼温度が低くく,ポンプ損失が小さいので,あまり意味がありません

●まとめ
レシプロ用のSKYACTIV-Gエンジン技術はロータリエンジンに使えない面もありますが,使えそうな部分もあります。しかし燃焼温度が低い(冷却損失が大きい)ことによる燃費の改善は,これくらいでは困難でしょう

ご参考になれば幸いです。

k_f********さん

2011/9/409:45:51

tearsxwindさんへ

air4g63turboさんの回答で概ね問題は無いのですが、エンジンについて付け加えます。
「RX-○」と来ればやっぱりロータリーエンジンですよね。
現在、SKYACTIVEと銘打って発表されているエンジン技術はロータリーでは無く、レシプロエンジンのみです。
ですが、改良の要点はロータリーエンジンに適用出来ない事ではありません。
但、現状では開発がやり尽くされて来ているレシプロエンジンの方で実施され、形に纏まったので発表された、と言う事です。高圧縮比化はロータリーでも不可能ではありませんので。


ロータリーの場合、未だ未だ開発深度が足りないのです。投入された人員 × 時間で考えると、世界中の会社が100年間掛けて、寄って集って開発して来たレシプロに対して、マツダ1社のみのン十年、と言った感じです。

現在、エンジンの熱効率向上はダウンサイジングと共に、低回転化の流れです。
この傾向で考えると、燃焼室形状が扁平で、シールリングの切れ目・合わせ目が最低でも6カ所に上るロータリーは極めて分が悪いのです。
扁平:表面積が小さい球体に近い程良い。又、周辺部の容積が大きいと、ノッキング発生も困る。
切れ目:レシプロでは、ピストンリング継ぎ目がたった一カ所。しかもリング2本で多重に成っている。低回転領域での漏れが問題。

更に、レシプロのストロークに相当するロータリーの偏芯量が余り大きく取れないのも、低回転大トルク化には不利です。

給排気弁の開閉タイミングを可変制御して、スロットル弁を廃止する希求についても、弁その物が無いロータリーではどうすべきか、も見えて来ていません。

この様に、エンジンの基礎的な所での試行が未だ足りない。(素材開発からやっている状況)
ので、今後に期待、という状況なのです。

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