[13: 直噴ガソリンエンジンと燃料性状]

科学技術ソフトウェア データベース

■石油業界でも直噴ガソリン用にどういう燃料がいいのかということで、会社員時代に燃料を変えていろいろ実験してみました。「燃料性状が直噴ガソリンエンジンに及ぼす影響」というんですけどね、これを会社時代にやってました。トヨタの「Ｄ４エンジン」というのがありましてね…。

○ああ、「トヨタＤ４」ってＣＭでやってますね。僕を含めて世の中の９９％は意味も分からず聞いていると思いますが。

■ええ、トヨタが作っている直噴エンジンなんですけどね。このエンジンはすごく燃費が良いんです。たぶんあのクラスでは一番燃費がいいですね。そのエンジンを改造しましてね。４気筒のうち一つだけを使うような形に改造しまして、燃料をいろいろ変えてみました。炭化水素の一部を二重結合にしたりしてみて、いろいろと。エーテルや芳香族を使ったりして、化学構造の違いを見られるようにしてみたんです。

○はい。

■特に成層燃焼の場合、燃料性状の影響っていうのはまったく知られてないんで、きちっとやってみたほうがいいんじゃないかということで調べてみたんですけども。
　たとえば、出力ですね。いろいろ見てみたんですが、そうするとやっぱり芳香族っていうのは非常に燃焼性が悪い。また芳香族っていうのはガソリンでも部分的に濃度が高いとやはり、すすが出ちゃう、煙が出ちゃうという問題があります。
　さらに薄くしたところは、二重結合にしたほうが燃えやすいと。燃焼が早いんですね。燃え切りもいいんです。
　もう一つ面白いのは、ガソリンの沸点の影響があるんです。沸点は炭素数で決まってきます。ふつう５とか６ですが、８とか、飽和炭化水素の炭素数が多いと蒸発して気化するのが時間がかかる。だからそういうものは燃えきりが悪い。

○その辺は、直噴してやるときにキャブレーター（気化器）とかで何かしてやれば、なんとなかなるんじゃないんですか。

■そうなんです。だから、噴射の制御をやってやれば何とかなるのかなあという気もするんですけども、ただし、燃えきりの良さっていうのは、やはりハイドロカーボンにも影響するわけです。沸点が高いとハイドロカーボンが出ちゃいます。燃えきりがいい二重結合を持つ奴は、炭化水素の数も低いです。

○燃えもいいと。

■そうです。

○いまは要求されているレベルが非常に高いんですね。つまり、絶対に燃え切らないといけないと。

■そうです。そこが問題なんです。
　芳香族は燃えが悪い上にすすが出ちゃうという話をしましたが、ディーゼルエンジン用のスモークメーターっていうのを使って測ると、ガソリンでも直噴だとやっぱり出ちゃうんですね。実はですね、実際の車の直噴ガソリンからも、やっぱりＰＭが出てるんですね。世の中ではまだほとんど問題になってないんですけども。それはやはり部分的に濃度が高くなった芳香族のせいなんです。たぶんこれから問題になるでしょうね。

○もっと精製して燃料をきれいにしてやるといった方法では取り除けないんですか。

■うーん、あのうですねえ、きれいに、理想的にやってやればできるのかもしれませんけども、今の技術ではできませんね…。

○もう、いっぱいいっぱいなんですね。

■そう、そうです。かなりもう、いっぱいいっぱいなんです。

○内燃機関が生まれてもう１００年以上経ってるんですもんね。

■ええ。ただ、直噴ガソリンエンジンの場合は生まれてから間もないんで、まだ改良の余地があると思います。ほかのガソリンエンジンとか、ディーゼルエンジンはもういっぱいいっぱいですから、もっと改良しろと言われても、かなりつらいものがありますね。

○じゃあ、根本的にどうするかっていうことになると…。