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コラム

副室
Pre-Chamber
遠藤 浩之
Hiroyuki Endo
三菱重工エンジン&ターボチャージャ(株)
Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger

 皆さんは副室式エンジンと聞くと過去のエンジンではないかとの印象を持たれるかもしれないが、分野によってはまだそうでもないので少し整理してみたいと思う。
 まずディーゼルエンジンの分野であるが、1990年代前半までの乗用車用ディーゼルは副室式が主流であった。その後の排ガス規制の強化で、CRSによる高圧噴射+EGRでNOxとSootの同時低減を実現した直噴エンジンに対して、Sootの低減ができず燃費率も悪い副室式はほぼ一掃された。今では副室式ディーゼルは排ガス規制の比較的緩い一部の産業用として残っているのみである。ディーゼルの分野ではもう副室式が復活することはないのではと思う。
 次にガソリンエンジンであるが、1970年代にホンダが発売したCVCCが副室式エンジンとして有名だが、その後、三元触媒の登場によって消滅してしまった。しかしながら最近では熱効率に優れる希薄燃焼を安定して実現する燃焼方式として再度副室が見直されてきており1)、2)、F1などのモータースポーツ用途では副室が採用されているようである。希薄燃焼の場合は三元触媒が使えないので、乗用車用ガソリンエンジンの世界で副室式リーンバーンが普及するかどうかわからないが、一度消えた副室式がガソリンエンジンの世界で見直されるとは予想外だった。
 最後にガスエンジンであるが、500~1000kWクラスの発電用ガスエンジンの分野では、副室式が主流となっている。欧米メーカーは副室内に燃料を導入しないパッシブ式、国内メーカーは副室内に燃料を導入するアクティブ式が多い。NOxと効率のトレードオフ関係ではアクティブ式が有利であるが、パッシブ式は構造が簡素なメリットがある。発電用ガスエンジンは、熱効率が重要視されるため、今後も副室式が主流であり続けると思う。
 話を整理すると、火花点火で火炎伝播燃焼を基本とするガソリンエンジンやガスエンジン(要するにSIエンジン)においては、副室は熱効率改善に貢献するキー技術として適用が進んでいくのではないかと期待している。

【参考文献】
1) IAV - Pre-Chamber Ignition - Key Technologies for Highly Efficient SI Engines,
https://www.youtube.com/watch?v=PCDDXtFmtVs