クリーンディーゼルにおける開発の現状と技術動向自動車への適応とその市場

第1部 自動車を取り巻く環境とクリーンディーゼルにおける技術開発動向

(2015年4月14日 10:30〜12:00)

　将来の動力源を考える場合、地球温暖化/エネルギーセキュリティー/大気質という問題を十分考慮することが必要である。各国のエネルギー政策・自動車の用途、インフラの普及レベルに応じて動力源の形態は変わっていくものであるが、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンといった内燃機関は今後も動力源の主流として発展していくものと考える。本講座においては、ディーゼルエンジンにフォーカスし、これまで開発されたエンジンの最新技術の紹介、将来に向けた技術動向について解説する。

1. 自動車を取り巻く環境と課題
   1. 地球温暖化 IPCC4次レポート (2007.2) から5次レポート (2014) における研究報告
   2. エネルギーセキュリティー シェール革命を含む各国エネルギー政策の動向
   3. 大気質 越境汚染の問題拡大 (PM2.5他)
   4. ディーゼル車の位置付けと課題
2. エンジン開発における基礎
   1. 内燃機関の歴史 ( 3輪ガソリンエンジンからF1エンジンまで )
   2. ガソリン/ディーゼルエンジンの違い ( エンジンの基礎 )
   3. エンジンのサイクル理論と効率 ( オットーサイクルとサバテサイクル )
   4. ディーゼルエンジンの燃焼の基本
      1. 燃焼プロセスの概要
      2. 空気流動の役割
      3. 噴霧形成の基本と改良手段
      4. 排気ガス生成メカニズムと浄化
3. ディーゼルエンジンのこれまでの技術開発
   1. 低圧縮比化
      1. 出力性御向上
      2. 排気改善 ( NOx、PM )
      3. 機械損失低減
      4. 低圧縮比化実現のための必要技術概要 噴射システム、高過給システム、グローシステム、ノズル多孔化
   2. 高圧電子制御噴射システム
      1. コモンレールシステムの特徴
      2. コモンレールシステムの進化
      3. 多段噴射の燃焼改善効果 (プレ、パイロット、アフター、ポスト)
   3. 排気低減システム
      1. EGRシステム
         1. システムの機能
         2. システムのこれまでの進化
      2. 後処理システム
         1. 各種PM、NOx低減システム
         2. DPNR (NSR+DPF) システムの特徴と原理および制御
   4. 過給システム
   5. PCCI燃焼の検討
      1. 低温燃焼
      2. 予混合2段燃焼
4. ディーゼルエンジンの将来に向けた技術開発
   1. 技術展開シナリオ 燃費・排気・出力
   2. 将来技術
      1. 低圧縮・低流動
      2. 大量クールドEGR
      3. PCCI燃焼
      4. 超断熱
      5. ヒートマネージメント
5. 将来の自動車用動力源の棲み分け
   1. 将来の自動車用動力源のコア技術となるハイブリッド技術
   2. Well to WheelによるHV,EVのCO2比較
   3. 使われ方による将来モビリティーの棲み分け SIV, CIV, HV, PHV, FCHV
   4. 各国のエネルギー政策を考慮したモビリティー用動力源の棲み分け ガソリン、軽油、バイオ燃料、CNG、水素、電気
6. まとめ
• 質疑応答

第2部 クリーンディーゼル普及に貢献するコモンレールシステム開発の現状と将来

(2015年4月14日 12:50〜14:20)

　デンソーでは1995年にコモンレールシステムを世界で初めて量産化して以来、常に世界先端の技術を市場に提供し続けてきた。その先端技術開発のプロセスを中心に、コンポーネントからシステム制御、およびトータルエンジンマネージメントシステムまでの最新技術と将来進むべき方向を紹介する。

1. ディーゼル車を取り巻く環境
   • ディーゼルエンジンとガソリンエンジンのCO2比較
   • 日本、欧州でのディーゼル車に対する認識
   • ディーゼル車の開発動向
   • ディーゼル乗用車排気規制の変遷
   • 日本のディーゼル車の登録台数とシェア推移
2. デンソーにおけるコモンレールシステムの開発経緯
   • 排気規制に対応する燃料噴射圧力
   • ディーゼル車への市場要求
1. 第1世代コモンレールシステム
   • 従来ディーゼルエンジンの限界
   • コモンレールシステムのコンセプトと構成
   • システム構成
   • インジェクタ、サプライポンプの構成
2. 第2、第3世代コモンレールシステム
   • インジェクタ、ポンプの製品構成
   • インジェクタ、ポンプの作動
   • マルチ噴射の効果
3. 最新のディーゼルエンジンマネージメントシステム (D-EMS)
   • 全体開発コンセプト
1. 噴射系コンポーネントの設計コンセプトと性能.
   • コンポーネントの開発ポリシー
   • 高圧噴射の狙い
   • 新開発インジェクタの設計コンセプト
   • 新開発インジェクタの性能評価
   • 新開発インジェクタの構成
   • 新開発インジェクタの作動
   • 燃料多様性のコンポーネントへの要求
   • 燃料多様性に対する挑戦
   • 評価結果
2. 燃焼制御システム
   • 噴射系フィードバックシステムのストラテジ-
   • フィードバックシステムの効果
   • 燃料性状検出への応用
   • 燃料検出の例
   • 燃料検出の効果
3. エアパスシステム
   • EGR制御の考え方
   • 本EGR制御の効果
4. 後処理システム
   • モード運転時の排ガス温度
   • 後処理コンセプト
   • 試験結果の例
4. コモンレールを支える技術
   • コモンレールシステムの世界
   • 新材料の開発
   • 生産技術
   • 噴射時期、量の自律制御の課題と阻害要因
   • 機電一体技術
5. 将来に向けた開発の方向
6. まとめ
• 質疑応答

第3部 クリーンディーゼル車の動向と排出ガス対応技術

(2015年4月14日 14:30〜16:00)

　近年日本でもクリーンディーゼルエンジン搭載車が注目されているが、欧州では一足先にディー ゼル乗用車が普及してきた。この背景には二酸化炭素排出規制の動向などがあるが、この間に過給技術、燃料噴射技術、燃焼技術および排出ガス処理技術が進歩、ガソリン車に遜色のない性能をより少ない二酸化炭素排出量で実現している。

1. 乗用車用ディーゼルエンジン概要
   1. ディーゼルが注目される背景 (CO2規制)
      • CO2規制動向
      • 開発戦略
   2. 乗用車用ディーゼルの歴史
      • ディーゼルエンジンの歴史と航空機用ディーゼル
      • 乗用車用エンジンのポテンシャル
      • かつて欧州および日本で登場したディーセルエンジン
      • BMWのディーゼルエンジン乗用車販売台数履歴
   3. ディーゼルの排出ガスとその規制
2. BMWの乗用車用ディーゼルエンジン開発
   1. ディーゼルエンジン研究
      • プロトタイプエンジン
   2. 市販開始と性能向上
      • BMW初のディーゼルエンジンM21型
      • M51型エンジン
      • 直噴エンジンの開発
      • 直噴ディーゼルエンジンでのレースチャレンジ
      • 過給技術の開発
      • エンジンの軽量化
   3. 普及と燃費性能
      • 燃費比較と普及率
3. ディーゼルエンジン排出ガス処理技術
   1. BMW NSCシステム
   2. BMW SCRシステム
   3. BMWクリーン・ディーゼル導入プラン
4. 最新のBMW乗用車用ディーゼルエンジン
   1. BMWエンジンファミリープラン
      • 技術の共用化
   2. BMWの新6気筒ディーゼルエンジンの解説
      • 性能
      • 採用技術紹介
      • ターボ過給
      • 騒音対策
      • 燃料噴射システム
   3. BMWの新ディーゼルエンジンの解説
5. 今後の乗用車用ディーゼルエンジンの展望
• 質疑応答