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遼 銀河
３Ｄ・ＣＡＤを駆使して機械設計を生業としています。 本当は飛行機やレーシングカーを設計したかったので、趣味ではそちら方面に大変興味があります。
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2016.08.30
カテゴリ： 車・バイク
最も異なるのはターボチャージャーとＥＧＲであるが、ターボチャージャーは主にコストダウンのために１．５Ｄは簡素化されたものと推測できるが、ＥＧＲはむしろ改良されたものに見えるのがいかがだろう？２．２Ｄで起きたことを改良しようとしている様に見えるのだ。
私が今回ＭＡＺＤＡのＥＧＲをテーマにしていることにはいくつか理由が有って、「みんカラ」等でもスカイアクティブディーゼルの不具合が報告されていて、どうやらそれはＥＧＲ周辺の問題が大きいと感じているからでもある。
特に１．５Ｄの不具合として散見するノッキング的な現象として書かれている不具合や、２．２Ｄでは吸気系のマニホールドやポート部でのカーボンの堆積によると考えられる性能低下などは、何れもスカイアクティブエンジンのＥＧＲのデザインやレイアウトに起因するる現象と言っても差し支えない物だと私には思える。
ＭＡＺＤＡのコールセンターなどに聞いてみても、開示してもらえる範囲は限られていて、 残念ながら技術的な核心部分はなかなか答えてもらえないのです。
数日前に私のＢｌｏｇにデミオディーゼルのＡＴ車のオーナーと言う方から書き込みが有り、これまで数回、走行中エンジンストール（振動を伴うパワーダウン）に見舞われたという趣旨の内容で、ディーラーなどの対応ではエキゾーストバルブスプリングをバネレートの高いものに交換することを推奨しているとか、原因はＥＧＲからのカーボン塊がシリンダー内に進入し、排気バルブとバルブシートに挟まれて起きるシール不良でエンジンがストールに至っているのではないか？等と書いてありました。
車としては初期のものに頻発する傾向が有るようですから或いはEXバルブスプリングを強化したものが私の購入した頃には出荷されているのかもしれませんが、6ＭＴの車ではその現象は起きていないらしいとも書いてありました。
時系列的に考えると、２．２ＤのＥＧＲの接続付近のインテークマニホールド付近から吸気バルブまでの間に堆積するカーボンが看過できないレベルに達することが有り、ＭＡＺＤＡは１．５Ｄで主たるＥＧＲをＤＰＦより後ろに置き、インタークーラーはエンジンを冷やすクーラントを用いて冷やし過ぎないようにした上、ターボチャージャーの直前で吸気経路に繋ぎ、ＰＭを殆ど取り除いた排気ガスを還流させることでインテークマニホールドにカーボン煤があまり回り込まない様に工夫したものと考えられます。
しかし、冒頭にアップした図にはＨＰ－ＥＧＲというＰＭがたっぷりと含まれる排気環境中にもＥＧＲが置かれているのが解ります。
おそらく急激なアクセル操作で 瞬発的な加速を行う時等に必要なだけの低酸素ガスをＬＰ－ＥＧＲだけでは供給しきれなくなる時に、このバイパスされたレスポンスの良いＨＰ－ＥＧＲを用いなければ、加速時の過渡的なＮＯｘの排出をコントロールできなかったのではないか？ と想像しました。
実はそのことをＭＡＺＤＡのコールセンターに電話して聞き質したのですが、回答できる範囲外の質問ですので回答はご容赦ください・・・とのことでした。
更に私は、ＨＰ－ＥＧＲから出て来るカーボンの塊の出所は、可動部品である、その回路を開け閉めするバルブ付近から発生しているのではないかとも言って、その対策のアイディアも伝えました。
もちろん「私が考え付くことですからＭＡＺＤＡさんは当然試されたかもしれませんが」と前置きしたうえで、サイクロン式捕集装置を設置したらどうかと言ってみました。
微細な数ミクロンサイズのＰＭはサイクロンでは分離不可能であるかもしれませんが、堆積して数ミリのサイズに成長したカーボンの塊が悪さをしているのであれば、サイクロンが有効ではないか？という事です。
まあ、ＭＡＺＤＡが真剣にそれを検討してくれるか？すでに検討済みか？解りませんし、なるべく付加物なしで済む解決法を選びたいでしょうから、たぶんスカイアクティブディーゼルエンジンのＥＧＲ回路にサイクロンが採用される可能性は殆ど無いでしょう・・・・笑。
そこで、私は運転者にＥＧＲ回路やインテークマニホールドに堆積するカーボンの 堆積速度を遅くする 行動を選ぶことは出来ないのか？を少し考えてみました。
私の考えでは、低回転域からの唐突なフルスロットル等の素早いアクセルの踏み込み操作ではＤＰＦの後ろにあるＬＰ－ＥＧＲのガス吸入口から入った低酸素ガスがインテークポートまで届かないうちにエンジンは回転を上げてしまうため、それまで低回転であったことでＥＧＲに回せる排気ガスその物が少なく、ＮＯxを抑制できるだけの低酸素ガスの供給が間に合わなくなることになります。
そう言う場合の対策としてマフラーの前にはシャットバルブを設けて排気ガスのほぼ全量をＬＰ－ＥＧＲに回せる仕組みが設けられているのですが、それでもコンマ数秒～1秒程度は間に合わないのでしょう、それゆえ高圧のＨＰ－ＥＧＲを使う他ない状況になると思われます。（エンジンの排気総量からすれば僅かな瞬間的高ＮＯx排気ガスの排出であるはずですが、ＭＡＺＤＡの技術陣はそれにもしっかり対策したと言え、ＶＷなどとの対応と違って非常に真摯な対応と思えます。）
そのような推測から唐突なアクセルの踏み込みが最もＨＰ－ＥＧＲの作動を促すと考えられるので、先ずそういうことを極力避ける事が有効ではないかと思いました。
それを考えると６ＭＴのデミオディーゼルは、 そうした一昔前なら盛大にノッキングを起こしてしまう様なアクセル操作でも、ノッキングをさせない様なエンジン制御（無理な条件では燃料を多く噴射しないというフライバイワイヤースロットル制御の恩恵）が有り、 エンジンストールに繋がるカーボンの堆積と剥落は起きにくいのだと気づきます。
その結果、ＨＰ－ＥＧＲがあまり作動せずに済んでいるのではないだろうかと思えました。
それに比べるとＡＴではどんな状況でも車がギアを自動選択してくれるため、低速の高いギアからでも深いアクセル操作さえすれば良いから、ついつい急激なアクセル操作をしてしまう頻度が高いとは考えられないでしょうか？ 自分でシフトダウンしなくては素早い加速ができないＭＴに比べ、アクセルを踏むだけで事が済む簡便さがＡＴには有る為、 ＨＰ－ＥＧＲを作動させてしまう機会が増えるのではないか、という事です。
特にＤＰＦ再生中に急激なアクセル操作を行うと、ＤＰＦ再生のために排気バルブが閉じる寸前に燃料を追加噴射する為、もろにＨＰ－ＥＧＲのパイプ内に生ガスとＰＭたっぷりの不完全燃焼ガスが入ってきますから、カーボン堆積を加速度的に進めそうです。 （これは6MTでも同じでしょう）
それらのことを考えていると、スカイアクティブディーゼルのアクセルレスポンスがダルに設計されていたことも納得できるのです。レスポンスの良いスロットル系は理想であり、それをＭＡＺＤＡが知らない訳もないでしょう！？ 決してレスポンスの良いスロットル系が作れないわけではありません。ＭＡＺＤＡとしては急激にスロットルを開けるのはバイパスＥＧＲの使用頻度が高くカーボンを堆積させやすいことを知っていたためにした措置だった
更に言うなら、i-ＤＭなるおせっかいなドライバー洗脳システム（ちょっと言い過ぎか？）も、そうしたＭＡＺＤＡのクリーンディーゼルの性能をを長く安定して発揮できるようにするためにドライバーに車を最大限にいたわる運転法を指導して、早期に性能低下などが起きない様にする為の布石の一手ではないかと思えたりもする。
何しろ、エンジン機関は5年間10万ｋｍ保証を謳っているのだから、そこまでトラブルを出さない様にしてもらうにはどうしたら良いか？ＭＡＺＤＡも考えた末の事でしょう・・・。
長く性能を維持するためにも、急加速はせず省燃費運転を心がけるべし・・・・と言う落ちでした。 （従ってスロコンは外そうと思う・・・・。）
皆様・・・・如何ですか？どう思われますか？
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