【新型デミオ】うるさいディーゼルからの技術革新

新型デミオで注目されるのはその1.5リットル、ディーゼルターボエンジンだろう。
この乗用車用ディーゼルエンジン「SKYACTIV-D」はすでに2.2リットル版がデビューしており、
今回の1.5リットルはこれまでのディーゼルエンジンの革新と言えます。

SKYACTIV-Dの技術的なポイントはディーゼルとしては圧縮比を低く抑えた点です。
もともとディーゼルは高圧縮比によって高い熱効率を達成できることがメリットです。
しかしマツダはディーゼルの圧縮比を下げるといったこれまでにないことに挑戦しています。

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窒素酸化物の発生を抑制し排気ガス規制をクリア！

低い圧縮比を採用する目的は世界中で厳しさを増している排気ガス規制のクリアです。
圧縮比を下げるとNOx（窒素酸化物）の発生が抑制でき、NOxが出なければ、高圧縮ディーゼルのように、
尿素などの高価な後処理システムがいらないのです。
つまりディーゼルエンジン＝高コストという体質を脱却が可能になります。
簡単にはいきませんが、マツダの技術力で実現することができました。

デミオのディーゼルはうるさくない

ピーク燃焼圧力が下がるとパワーが出ないことが問題なのですが
燃焼圧力が下がることには意外にも多くのメリットがあったのです。
圧縮を下げるとエンジンが静かになり、うるさいも抑制できる。
エンジンブロックの強度に余裕できるためアルミの利用ができ
ディーゼルとしてはこれまでにない軽いエンジンができました。
同じ理由でピストンなどの部品を軽量化できたため、従来ディーゼルが苦手としていた高回転が可能となったのです。

ディーゼルが抱えていた問題点は「高い、重たい、うるさい、回らない」でしたが、SKYACTIV-Dは、
低圧縮という革新によって、これらのの問題をほぼ解決することに成功しました。

小型ディーゼルでもパワフルなエンジン

パワーについてはどうでしょうか？
アクセラに使用された2.2リッターエンジンでは、大小2つのターボを駆使して最大限空気を押しこみ、
パワーを補うことで解決していました。
1.5リッター版ではコストとスペースの都合で、ターボは一つしか付けられられません。
そこで「バリアブル・ジオメトリー・ターボ」を採用することにしたのです。

バリアブル・ジオメトリー・ターボとは、ターボの可変コントロール技術です。
排気抵抗を極力下げたい高回転域と、多少、排気抵抗が増えてでも排気のエネルギーを
最大限に活かしたい低回転域を両立させることが狙いです。
2.2リッター版では大小2つのターボに役割分担させていた部分を一つで賄うために可変技術を用いるわけなのです。
具体的には、エンジン回転数が低い領域で、ターボを十分に加速してやるために、タービンに排気を当てる部分を
ノズルで絞っています。
これによって、排気の流速を高めて過給の立ち上がりを稼ぐ考えなのです。
高回転ではこのノズルを解放することで、排気の抵抗を減らしている。
2つのターボを使うのと全く同じというわけにはいかないのですが、それに近づける技術です。

幸いなことにガソリンほど排ガス温度が高くないディーゼルの場合、排気タービン周辺に可動部品を装着しても
トラブルが出にくいため、耐熱性の高い高価な金属を採用せずとも可変機構を実現できます。

もう一点クリアすべき問題は、小排気量ディーゼルの宿命との戦いだ。
エンジンは1気筒あたりの排気量が小さいほど体積に対する表面積が増え、熱伝道でエネルギーが漏れる。
漏れれば燃費が落ちて熱効率が悪化する。
今回の1.5リッターエンジンについて、専門家が最も気にしていたポイントだ。
SKYACTIV-Dでは、ピストン上面の外周にわずかな突起を作ることで、燃焼ガスが必要以上に撹拌されないようにし、
高温ガス流とシリンダー壁の接触を減らすことに成功したのだという。