マツダ スカイアクティブGの特徴について
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今回は、マツダのスカイアクティブGについてです。
マツダ スカイアクティブGとは？
マツダのスカイアクティブGは、ガソリンエンジンで高出力と低燃費を実現するエンジンです。
熱効率がいいエンジンと言うこともできるでしょう。
スカイアクティブGの原理
スカイアクティブGがなぜ熱効率がいいのか？
その理由は、他のエンジンよりも圧縮比が高いことがあげられます。
デミオに搭載したエンジンでは圧縮比が14.0と、驚異的な数値です。
この圧縮比とは、吸気した空気を何分の1まで圧縮するかと言うこと。
圧縮比14.0とは、空気を1/14にまで圧縮することになります。
ガソリンエンジンでは、この圧縮比を高くすることで熱効率が高くなり、
少しの燃料でも大きな力を発揮できるようになるので高出力、低燃費が実現できるのです。
しかし、普通にエンジンを作っただけでは高圧縮比にはできません。
何故でしょうか？
そこにマツダの技術力があります。
圧縮比を高くするとノッキングが起こる
空気を圧縮すると、高温になります。
ターボ車なんかは、大気（20℃）を吸気して、圧縮後には140℃になるそうです。
ターボは圧縮しても2気圧程度なので、エンジンでの圧縮比14.0の方がはるかに高圧で高温になります。
通常のガソリンエンジンでは、空気とガソリンが混じった「混合気」を吸気します。
そんな混合気が高圧、高温下にさらされたら・・・
爆発しますよね。
つまり、エンジンの点火プラグは、圧縮しきってピストンが一番上（上死点）で燃えるタイミングを狙って添加されます。
しかし、ノッキングが起こると、そのタイミングより以前に異常発火します。
燃料は波上に燃え広がるのですが、ノッキングにより燃え広がる波と、点火プラグよって燃え広がる波が衝突します。
また、燃料が燃えて膨張する力と、ピストンが上昇する力が衝突します。
これがエンジンの負担となり、エンジンの寿命を縮めることになります。
マツダのノッキング対策
マツダは、直噴化することによってノッキング対策を行いました。
直噴エンジンは、エンジン内に直接霧状の燃料を噴射します。
噴射された燃料は、エンジン内の熱を奪って気化します。
気化するときに気化熱を奪うので、エンジン内の温度を大幅に下げることができます。
これにより、圧縮比を限界まで上げることができるようになり、14.0という驚異的な圧縮比を実現することができました。
その結果、高出力で、低燃費なスカイアクティブGを開発できました。
残留排気ガスの低減
4気筒エンジンにおいて、3番目のシリンダーが排気行程の時、1番目のシリンダーは排気から吸気行程に代わる時と重なります。
その時、3番目のシリンダーから排出された高温の排気ガスは、1番目のシリンダーの排気管を伝わって、1番目のシリンダー内に逆流してしまいます。
この解決策として、排気管が集約されるまでの距離を長くすることで、排気の逆流を抑えました。
排気ガスの逆流を防ぐことにより、シリンダー内の温度を下げ、高圧縮比でもノッキングを抑えることに成功しました。
長い排気管は、限られたエンジンスぺースではレイアウトが難しいですが、ループ型排気管を用いることで解決しています。
以上が、スカイアクティブGのまとめです。
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是非ご覧ください。