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クリーンディーゼル



ハイブリッドカーや電気自動車に続く第3のエコカーとして注目を集めているのが、「クリーンディーゼル」と呼ばれるものです。かつて1990年代のディーゼルエンジンは、黒煙を撒き散らす環境破壊の代名詞のように呼ばれ、やがて道路から消えていきました。ここでは、そうした旧来のディーゼルエンジンと今との違いを含め、エコカーとしてのクリーンディーゼルについて見ていきましょう 。

ディーゼルエンジンとガソリンエンジンの違い

ディーゼルエンジンとガソリンエンジンの違い

ディーゼルエンジンとガソリンエンジンの最も分かりやすい違いは燃料です。ディーゼルエンジンは軽油を燃料とし、ガソリンエンジンはガソリンを燃料とします。燃料が異なる理由は、エンジンの構造に秘密があります。

ガソリンエンジンの場合は、エンジン内部でガソリンと空気の混合気を圧縮し、スパークプラグで点火することにより、その爆発力をエネルギー源にしています。

一方、ディーゼルエンジンの場合は、エンジン内部で空気を強く圧縮し、空気の温度を高くした(空気は圧縮されると温度が高くなる)ところに燃料を噴射することで自然着火させ、爆発力を得ています。構造上、それほど高精製された燃料でなくても着火できるため、安価な軽油で運転できるというわけです。

ガソリンエンジンは「点火」で燃焼をコントロールし、ディーゼルエンジンは「噴射」で燃焼をコントロールしている点が明確な違いです 。

かつてのディーゼルエンジンにあった環境負荷

かつてのディーゼルエンジンにあった環境負荷

これまでは、ディーゼルエンジンが持つ構造上の特徴が、環境面で大きな負荷が発生する要因になっていました。自然着火に頼るディーゼルエンジンは燃焼にムラができやすく、完全燃焼しにくいため黒煙や粒状物質(PM)が多く発生し、またエンジン内部に窒素が多くなる傾向があり、伴って窒素化合物(NOx)が多く発生していました。また、ガソリンエンジンよりも空気を強く圧縮する必要があるため、エンジンの振動や騒音が大きくなりがちでした。現在求められるエコカーとは真逆の位置にあったのが、かつてのディーゼルエンジンだったのです。

クリーンディーゼルへの技術革新

クリーンディーゼルへの技術革新

旧来のディーゼルエンジンには、こうしたエンジン構造を要因とするデメリットが課題としてありましたが、やがて生み出された数々の技術革新により、そのマイナス面が払拭され、クリーンなディーゼルエンジンが誕生しました。「ディーゼル」を「クリーンディーゼル」へと進化させた技術は、大きく次の2点が挙げられます。

燃料噴射をコントロールするコモンレール

燃料噴射をコントロールするコモンレール

排気ガスのクリーン化のためには、混合気の完全燃焼が必要です。ガソリンエンジンの場合は、電気の力で制御できるスパークプラグにより点火を最適にコントロールできる一方、ディーゼルエンジンの場合は燃料の噴射によって生じる自然着火をコントロールする必要がありました。

自然着火をコントロールするのは燃料噴射ポンプですが、これはエンジンの回転数により圧力が変動してしまい、また燃料タンクから伸びた燃料パイプは、その長さによってタイミングのズレが発生してしまう弱点がありました。

そこで1995年(平成7年)に日本のデンソーが開発(その後、ドイツのロバート・ボッシュが乗用車用を開発)したのが、コモンレール(燃料蓄圧容器)です。また、燃料の噴射を電子制御できるコンピューターや、以前よりも細かな粒子で燃料を噴射できるインジェクターなども開発され、ディーゼルエンジンに組み合わされるようになります。

こうした技術の進化により、燃料噴射のコントロールを最適に行なえるようになって、ディーゼルエンジンは完全燃焼に大きく近づきます。また燃料噴射を精密にコントロールできるようになったことから、空気の圧縮を必要最低限に抑えられるようになり、伴ってエンジンの振動や騒音を抑えられるようになりました。

排ガスを抑える触媒装置

コモンレールの開発によってエコカーに近づいたディーゼルエンジンですが、それでもまだ、排気ガスにはPM(粒子状物質)やNOx(窒素酸化物)が多く含まれています。その対策として各自動車メーカーが取り組んでいるのが、触媒装置(排気ガスを濾過し、排気ガスからPMやNOxを除去する装置)の進化です。これにより、厳しい排ガス規制をクリアするディーゼルエンジンが数々生み出されています。

クリーンディーゼルのメリットとデメリット

排気ガスの問題をクリアしたディーゼルエンジンを用いた自動車は、エコカーの1ジャンルとしてクリーンディーゼルと呼ばれています。

クリーンディーゼルが持つ最大のメリットは、比較的安価な軽油燃料で走行できることと、これまで通りのインフラであるガソリンスタンドを利用できることです。 一方デメリットを挙げるとすれば、ガソリンエンジンと比べ車両本体価格が若干高くなってしまうことでしょう。

クリーンディーゼルは、これまでのガソリンエンジンと同じように使うことができる身近なエコカーとして、大いに注目が集まっているジャンルのひとつです。