※本記事は2chのまとめではありません。


しょぼーんみなさん こんにちわ。ぶーぶー速報管理人のぶーちゃんです。
 

以前、ギア比の記事を(⇒こちら)書いたところ、以下のコメントを頂いたぶ~

質問です。ホンダが F1に復帰しましたがエンジンにHCCIとかいう技術?が使われてるそうです。わかりやすく解説して頂けないでしょうか ”

実はぶ~ちゃんもHCCIについてはあまり詳しくないぶ・・・なのでここではぶ~ちゃんが理解している範囲内でお答えさせていただきますぶ~



まずはいつものように、基本事項の確認だぶ~

HCCIを理解するために必要な基本事項は以下の5つだぶ~

①引火点と発火点について
②予混合燃焼と拡散燃焼について
③ノッキングについて
④VVTについて
⑤EGR(内部EGR)について 


それでははじめるぶ~

① 
引火点と発火点について

ものが萌え・・・いや燃える(燃焼する)ときのキッカケは2種類あるぶ~
1つは火を近づけられて引火する場合と、自然発火する場合だぶ~

引火するときと発火するときはともにある温度以上の場合に起きるぶ~
そしてその時の温度をそれぞれ引火点および発火点(着火点)というぶ~
(下図参照)


HCCI1


以下にガソリンと軽油の引火点と発火点の温度を示すぶ~


HCCI2


ガソリンは軽油より引火点が低く、発火点が高いぶ~
そのためガソリンエンジンの燃料であるガソリンはスパークプラグの火花により点火させて燃焼を起こさせ、ディーゼルエンジンの燃料である軽油は自己着火させて燃焼を起こさせるぶ~


 
②予混合燃焼と拡散燃焼について

予混合燃焼とは”予め混合させた燃料”を燃焼させることをいうぶ~
燃焼させる前に燃料と空気をマゼマゼして混合気をつくって燃焼させるぶ~

拡散燃焼とは、空気に燃料を噴射し、燃料が拡散し空気と混じりながら燃焼することを言うぶ~ 
(下図参照)

 

HCCI3

③ノッキングについて

ノッキングについては以前、以下の記事を書いたので、忘れてしまった人は以下のリンクを参照してほしいぶ~

★ノッキングについて
(ガソリンノックとディーゼルノックの違い)
http://my2chmatome.ldblog.jp/archives/41915030.html



④VVTについて

VVTについては以前、以下の記事を書いたので、忘れてしまった人は以下のリンクを参照してほしいぶ~

★バルブタイミングについて

http://my2chmatome.ldblog.jp/archives/42057073.html



⑤EGR(内部EGR)について 

EGRについても以前、以下の記事を書いたので、忘れてしまった人は以下のリンクを参照してほしいぶ~

★EGR(排気再循環)について
http://my2chmatome.ldblog.jp/archives/42122889.html





しょぼーん基本事項は以上だぶ~

それではHCCIについての説明に入るぶ~ 













基本事項で説明したように、燃焼のキッカケとしては引火点以上の場合に”火花点火”させる場合と、発火点以上の場合に”自己着火”する場合の2つの場合が考えられるぶ~

一方、燃焼の形態としては予め燃料と空気を混合する”予混合燃焼”と空気に燃料を噴射し、燃料が拡散しながら燃焼する”拡散燃焼”の2つの場合があるぶ~

ということは燃焼が始まり終わるまでには以下の4種類の場合が考えられるぶ~



HCCI4




このうち、自己着火×予混合燃焼の場合をHCCI、日本語でいうと予混合圧縮着火というぶ~
(下図参照)


HCCI5


HCCI6


HCCIと、火花点火式のガソリンエンジンおよびディーゼルエンジンとの違いのイメージを以下に示すぶ~

HCCI7

HCCI8


HCCIは、予混合なので拡散燃焼の場合と違い、空燃比がリッチorリーンの領域が少なく(全体的にストイキオメトリーになっている)、NOxやPMの排出量が少ないぶ~
更に、ディーゼルと同じ自己着火なので、燃費が良いぶ~


では次に、HCCIをどのように実現するかについて紹介するぶ~

ガソリンエンジンの場合、HCCIを起こさせるということは、ガソリンを自己着火させるわけなので、筒内をガソリンの発火点以上の温度にさせてやる必要があるぶ~
(下図参照)



HCCI9



筒内の温度を高める方法としては圧縮比を高くすることが考えられるぶ~


HCCI10

しかし、圧縮比を高くすることはできないぶ~
というのは、基本的にHCCIは高負荷時は対応できず、高負荷時には従来の火花点火式に切り替えているからだぶ~


HCCI11


圧縮比を高くしてしまうと、高負荷時の火花点火の場合に強いノッキングが発生してしまうぶ・・・


HCCI12



では、HCCIを起こさせるために、一般的な方法としてはVVTを用いた内部EGRを使った方法があるぶ~
あっちっちの排気を燃焼室に戻してやり、強制的に筒内の温度を上昇させて、ガソリンの発火点まで上げてやるぶ~
(下図参照)

HCCI13

しょぼーん以上が、ぶ~ちゃんが独学で理解したHCCIの内容だぶ~

ぶ~ちゃん自身HCCIにはあまり詳しくないため、上記説明では説明不足の点や間違っている部分があるかもしれないぶ~
ですので、もし間違いや言葉足らずの点がありましたら、ぶ~ちゃんの勉強のためにも、ぜひとも下のコメント欄にその旨を書いてほしいぶ~ 


よろしくお願いいたしますぶ~






参考文献
畑村耕一著 「自動車エンジン技術がわかる本」
久保田 浪之介著 「トコトンやさしい燃焼学の本」
長山勲著 「初めて学ぶ基礎エンジン工学」
HP:http://zukai-kikenbutu.com/buturikagaku/3-inkaten-hakkaten.html