こんばんわ、たまです。
もしかしたらすこし旬を過ぎているかもしれませんが、マツダ、新型モデル3にスカイアクティブ Xを搭載という記事を見ました（╹◡╹）モデル３というのはマツダアクセラの海外名称です。
こういった自動車技術関連の情報は大好きです。
この、スカイアクティブ X、発売前なのにもかかわらずなかなか雑誌でも評価されていますが、どういったシステムなのかご存知でしょうか？
調べていくと、ハイブリッドシステムとはまた違う、なかなかマツダらしい面白い技術なのです。
新たに出てきたこの技術を、既存の技術の内容と絡めながら簡単に解説していこうと思います。
ガソリンエンジンとディーゼルエンジンの違いって？
このエンジン、記事内でも記載している通りガソリンエンジンとディーゼルエンジンの良いとこどりのエンジンなのです。
ところで、まず、ディーゼルエンジンとガソリンエンジンの仕組みの違いってご存知でしょうか？ディーゼルエンジンは、最近でこそクリーンディーゼル等という名前でマツダを中心に搭載車種が増えてきましたが、パワーがあって、燃料が軽油で済むので経済的なエンジン、といった理解の方も多いかと思います。
ただ、私達が通常使う乗用車において主流となっているガソリンエンジンとは、形こそ似ているものの、その仕組みはかなり異なります。
それぞれのエンジンの特徴を次項で簡単に説明します。
ガソリンエンジンの仕組み
ガソリンエンジンとディー全エンジンは基本的な構造は同一なものの、燃焼の方法、プロセスが異なります。
ガソリンエンジンは吸入した空気とガソリンを気化させたガスを混合気としてエンジン内のシリンダーへ投入し、ピストンでその混合気を圧縮、シリンダー最上部に設置されているプラグと呼ばれる着火器を用いて点火、爆発燃焼させます。
ガスコンロを思い浮かべてもらえれば分かりやすいですが、ガスをノズルから噴き出して、周囲の酸素と混ぜた状態で、火花を飛ばして火をつける。これをエンジンの内部でやっています。ガソリンエンジンの場合は、圧縮した混合気なので、燃焼というよりは爆発に近いですが、基本的には同じです。
そのエネルギーによって、ピストンを押し戻してクランクシャフトを回し、タイヤを回す駆動力を得ています。
ディーゼルエンジンの仕組み
これに対し、ディーゼルエンジンは、基本的な構造こ同じですが、ガソリンエンジンと異なり、点火するためのプラグを持ちません。
どうやって混合気を燃やすのかというと、シリンダーに空気を取り込みをガソリンエンジンよりも高い圧縮率で圧縮してやることで、温度を上昇させます。
その状態で燃料をシリンダー内へ噴射することにより、発火点を超えた温度のガス中に放出された燃料が自然発火するという仕組みです。
ディーゼルエンジンはガソリンエンジンに加え熱効率に優れ、また、圧縮空気内に噴射して発火する燃料であれば軽油に限らず使用可能な汎用性に優れるエンジンでもあります。
それぞれのエンジンの特徴は？
簡単に両エンジンの違いを解説しましたが、それぞれのエンジンの特徴を見てみましょう。
まず、ガソリンエンジンですが、プラグで火花を起こして燃焼させるため、機械側が着火タイミングをコントロールできるのが最大の特徴です。これにより、エンジンが高回転になってももきめ細かな制御ができるという特徴があります。
一方で、自然着火(ノッキング)を防ぐためにディーゼルエンジン程圧縮比を高くできません。あまり高圧で使用すると、プラグでの着火前に燃焼が始まってしまい、最悪エンジンが破損する可能性があります。
ディーゼルエンジンは、圧縮により発生した熱により着火させるので、高圧縮比化による熱効率が高く、パワーを稼げます(軽油自体もガソリンより発熱量が約14%高い)。
しかし、ガソリンエンジンのプラグ着火と比べて、着火タイミングを厳密に制御できないため、高回転化が難しいです。これは、軽油の燃焼速度がガソリンより低い事も原因となっています。
外観は似ている両エンジンですが、各々が得意な領域は全く正反対なのです。
一般的に、ガソリン車は馬力(最高速度に影響)を必要とする乗用車やスポーツカーに、ディーゼルエンジンはバスやトラックといった強力な低速トルクを必要とする車に採用されていることからもわかると思います。
スカイアクティブXとは？
では、これらの特長を上手く組み合わせられないのか、という考えのもと開発されたのが、今度マツダが採用するスカイアクティブ Xです。
低速域では高圧縮による自然着火ディーゼルエンジン方式、高速域ではガソリンエンジン方式のプラグ着火式に切り替えて、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンの良いとこどりをしたのがこのシステムです（╹◡╹）
これにより、トルク、馬力の向上はもちろんのこと、低速域でディーゼル方式を使う事で、既存のガソリンよりも熱効率が改善され、燃費の向上に繋がると言うわけです。
また、高速域ではガソリン式で着火してやる事で高回転化も可能。
まさにガソリンエンジンとディーゼルエンジンのハイブリッドですね（╹◡╹）
しかも、これにマツダ独自のマイルドハイブリッドが搭載されて、さらに燃費向上に繋がる模様。
マツダの底力
これまでどのメーカも、このタイプのエンジンを完成させることができませんでした。ガソリンエンジンを基本とするのだと思いますが、ガソリンエンジンは上記にも記載した通り、高出力化、高効率化には常に圧縮比とノッキングとの戦いがありました。
そして、ある程度以上圧縮比が高くなるとノッキングが起きて正確な制御ができなくなるため、ターボ加給やハイブリッド化でパワーを補っていたのです。
ところが、マツダは常にエンジンの研究をしていました。
初期のスカイアクティブが出たとき、ガソリンエンジンにもかかわらず、圧縮比14.0を達成したのです。これは当時とても話題になりました。
他社が高圧縮化は無意味と匙を投げていた研究をさらに推し進め、基礎研究を積むことで圧縮率を上げながら、ノッキングを抑制する技術を開発したのです。
そして、逆に、ディーゼルエンジンは低圧縮比化を推し進めていました。ディーゼルエンジンは、圧縮比を下げることで燃焼速度が下がり、結果、燃料と空気がきちんと混ざるようになることで有害物質の発生が抑制されます。
また、従来、排ガスの正常化の為に、効率が悪化すると知りながらも点火タイミングをズラさざるを得なかったところ、低圧縮化したことで、一番効率の良いタイミングで燃料を噴射できるようになりました。
そして、これらの技術の融合が、今回のスカイアクティブXなのです。
ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン単体の改良を推し進め、それらをさらに融合させ新しい物を作り出すという、技術者魂を感じられる超技術だと思います。
まとめ
というところで、かなり語ってしまいましたが、今回のスカイアクティブXがものすごい物であることは分かっていただけたかと思います。
残念なのは、技術的にはかなりのレベルで纏まっているものの、それが実際の車に搭載された際の運転フィールやエンジンのフィーリングにどういった影響を与えるのかがまだはっきりわからない点。
記事を読んでも、一旦アクセラでユーザの意見を拾い、今後のシステム改善につなげる、といった書かれ方をしている（実際の会見でそういったのかは分かりませんが）ので、マツダにしては自身がないのかな・・・？と勘ぐってしまいます。
ただ、マツダ車といえば、運転の楽しみを与えてくれることが特徴なので、そんな不安は一発で払拭してくれると期待しています。(*´ω｀*)
以上です！
