HCCI、SPCCI、マツダ「スカイアクティブ-X」エンジンのすべて

効率化の時代、ハイブリッド車と電気自動車は未来を象徴しています。 しかし、内燃機関はまだその役目を終えておらず、まだまだこれからです。 最新の進歩がそれを明らかにしており、マツダは未来のエンジンの開発に最も力を注いでいるブランドの1つで、まもなくスカイアクティブ-Xの名で道路を走る姿を見ることができるだろう。

マツダとその権利化は正しく、次は革命的になる

日本人が追求してきたアイデアは、新しいものではないけれど、実現することができたと思う。 日産やゼネラルモーターズなど他のメーカーも、ディーゼルの効率を持つガソリンエンジンの開発をすでに検討しており、言うのは簡単だが実行するのは極めて複雑な前提である。

HCCI、ディーゼルかガソリンか

ディーゼル消費にはガソリンと言ったところでしょうか。 スカイアクティブ-Xテクノロジーを象徴するキャッチフレーズですが、その真意はどこにあるのでしょうか。 この問いに答える前に、2つのブロックの結合の複雑さを理解するために、2つのブロックの特殊性を知る必要がある。

一方、ガソリンエンジンは、1876年にニコラウス・オットーによって開発されたものである。 エンジンのシリンダーには空気とガソリンの混合気が入っており、スパークプラグによる火花で起爆される。 つまり、ガソリンが燃えるためには、火花の助けが必要なのだ。 ガソリンエンジンの圧縮比は通常10：1前後、よくて12：1です。

スカイアクティブ-Xのエンジンの形状は、他のエンジンとほとんど同じになります。

一方はディーゼルブロックで、1883年にルドルフ・ディーゼルが考案した。 ガソリンエンジンのように点火プラグがなくても爆発するため、燃焼の精度が高いことが最大の魅力である。 そのため、圧縮比を最大22:1まで高めています。

さて、今まで、いわゆるHCCI、Homogeneus Charge Compression Ignitionというエンジンを搭載した市販車は1台もありませんでした。 このガソリンブロックは、いわば圧縮を利用して動作させることで、理論的には結びつかないはずの二つの世界を結びつけ、前述したディーゼルの経済性を持つガソリンエンジンのスローガンはここから来ているのである。 その圧縮比は明らかに中間の約19:1です。

HCCIエンジンのメリットとデメリット

この世に完璧なものはありませんが、HCCIエンジンはその明確な例と言えるでしょう。 さらに言えば、HCCIエンジンは大きなメリットがある反面、それ以上に大きなデメリットがあり、そのために生産段階には至らなかったとも言える。 そして、そのメリットとデメリットは何か。

これまでHCCIエンジンは、使用範囲が狭すぎて実用的ではなかった。

まずは良いところ、効率から見ていこうと思います。 より均質に、より正確に燃料を噴射することで、燃料の一滴一滴を有効に活用することができるのです。 さらに、高圧で燃焼させるため、より低い温度で燃焼させることができ、大都市における公害対策の主な原因であるCO2やNOxの排出を減らすのに非常に有効である。 この範囲は、エンジン回転数が高いか低いか、主にエンジン負荷が高いときに発生します。

SPCCI technology to rescue

Mazda comes to the rescue, and with its SPCCI technology, Spark Controlled Compression Ignition, which stands for spark-controlled compression ignition.低・高負荷時にはHCCIエンジンのメリットが失われ、これまで修復不可能だったものが、マツダはこの技術で解決した。 つまり、従来のHCCIエンジンにスパークプラグが追加され、常時作用するのではなく、先に述べたようなエピソード、低負荷時と高負荷時にのみ作用するようになるのである。 この電子プログラムは日本人が特許を取得しており、ドライバーや同乗者がいつ、どのようにゾーンに入るかを意識することなく、問題を解決することを約束します。

さて、燃焼に火花が含まれているならば、従来のガソリンエンジンを扱っていると思うかもしれませんが、いいえ、マツダは燃焼に火花を使っていないのです。 マツダは、オットーサイクルのように火花を爆発のきっかけにするのではなく、ディーゼルのように希薄な混合気を使う場合でも、プロセスを速め、燃焼を均一化する圧力発生器として使用している。

スカイアクティブ-Xテクノロジーの利点

すでに明らかにされているように、利点は多く、非常に優れている。 この朗報を裏付ける公式データはまだないが、マツダはスカイアクティブ-X技術により、すでにかなり経済的な現在のガソリンエンジンよりも20〜30％効率が良くなると主張している。 スカイアクティブ-Xは、同じ出力であればディーゼル燃料の消費量に匹敵することが期待されているほどです。 ここでもかなりの改善が期待されます。 小型のガソリンエンジンにいつも足りないものがあるとすれば、それはトルクです。 まあ、スカイアクティブ-Xは、高圧縮比と、もちろん常に貴重なターボの助けによって、現在のガソリンユニットよりも10～30％高いトルクを提供することができます。

従来のエンジンとスカイアクティブ-Xの消費量の比較。 イエローゾーンは最も効率の良い部分です

スカイアクティブ-Xの技術はいつまで待たされるのか

あなたが思っているより少ないです。 そこに至るまでには、5年以上の開発期間と数十億ユーロの投資が必要であり、その道のりは決して平坦なものではありませんでした。 マツダが当面の戦略プランで示したように、スカイアクティブ-Xエンジンは2019年に登場する予定です。

SUVシリーズや愛されているMazda MX-5など、日本の他の車種もこのような機械的なブレークスルーの恩恵を受けるでしょう。 未来はまだ決まっていないが、ロータリー、ワンケルエンジンの復活を告げる声は多く聞かれ始めている。 このコメントが事実かどうかを判断するのは時期尚早ですが、もし事実なら、スカイアクティブ-Xの技術が何かを語ってくれるに違いないでしょう。

新世代のスカイアクティブDエンジンも戦略プランで発表されており、ハイブリッドや100%電気自動車という選択肢も出てきている。 また、後者については、市場の実態や、ハイブリッド車やプラグインハイブリッド車における電気モーターとの組み合わせの可能性などが開発を通じて慎重に検討された結果、スカイアクティブ-Xテクノロジーの恩恵を受けることができるようになりました。

マツダ3はスカイアクティブ-Xテクノロジー

の恩恵を受ける最初の車になります。