内燃機関の基礎と将来展望

CO2排出規制、カーボンニュートラル化などの環境対策が世界中で急速に推進されています。そのための、自動車用パワートレインの電動化が進められています。一言で“電動化”と言っても、様々なパワーユニットがあります。コスト、航続距離、その車の用途、使用環境、ライフサイクルCO2排出、法規制などが複雑に絡んだ結果、最適なパワーユニットを1つに絞ることはできません。例えば、EV (バッテリーEV) 100%で全ての条件をカバーできるとは考えられていません。言い方を変えると、将来の自動車のパワートレインは、多様化してくることを意味します。つまり、EVも、ハイブリッド車 (HEV) も、プラグインハイブリッド車 (PHEV) も、そして高効率なエンジン車も、燃料電池車 (FCV) も、それぞれ重要な開発課題を持っていることを意味します。 　また、カーボンニュートラル化に対応するために、水素、バイオ燃料、e-Fuel等の新しい燃料の開発も推進されています。これらの燃料が普及するためには、新しい燃料を高効率かつクリーンに動力に変化できる「新しい内燃機関技術」が必要になります。つまり、100年に1度と言われる自動車の変革には、内燃機関の変革も含まれ、かつ重要な役割を持つと考えられます。新しい時代の内燃機関及びパワートレイン技術を生み出すためには、基本に立ち返って原理と原則から考えることが重要となります。 　本セミナーでは、電動パワートレインとしてのハイブリッド車を今後の主要な自動車用パワートレインととらえ、その基本原理と燃費向上メカニズムを基礎から分かりやすく解説します。また、ハイブリッド車の燃費を向上するためには、そこに搭載されるエンジンの高性能化が必須です。そのため、内燃機関の高効率化の原理と技術についても基礎から詳しく説明します。その上で、電動デバイスと内燃機関のシナジーによる低炭素化の実現について基礎から理解していただきます。 　本セミナーを通じて、内燃機関の基礎を正しく理解することで、内燃機関開発はもちろん、電動車や将来のデバイス開発に役立てていただくことを目的としています。

1. 自動車のパワートレインの現状と課題礎
2. 電動車 (xEV) の基本
   1. EVの基本構成
   2. HEV (ハイブリッドシステム) の種類
   3. ハイブリッドシステムの動作原理
   4. ハイブリッドシステムによる燃費向上の原理
3. 内燃機関を理解するための基礎
   1. 熱機関の分類
   2. 内燃機関の動作原理
   3. 熱力学の基礎
   4. 内燃機関の熱サイクル
   5. 内燃機関の性能測定と解析
   6. シリンダ内圧力測定による特性解析
4. 内燃機関の熱効率向上
   1. 熱効率の支配因子
   2. 熱効率向上のための基本原理
   3. 熱効率向上技術
      1. 高圧縮比化
      2. リーンバーン
      3. EGR
      4. 高膨張比サイクル
      5. 可変圧縮比
5. 内燃機関用燃料の基礎
   1. 石油系燃料
   2. 気体燃料
   3. 次世代燃料
6. ガソリンエンジンの燃焼
   1. ガソリンエンジンの点火と燃焼
   2. ガソリンエンジンの点火
   3. 火炎伝播燃焼の基礎
   4. 希薄燃焼 (リーンバーン) と高EGR燃焼
   5. 異常燃焼とノッキング
   6. ノッキングの発生メカニズムと抑制法
7. 有害排出ガスの排出メカニズム
   1. 有害排出ガス生成の基本特性
   2. 未燃炭化水素 (HC) の生成低減
   3. 一酸化炭素 (CO) の低減
   4. 窒素酸化物 (NOx) の生成反応メカニズム
   5. 粒子状物質 (PM) の生成と低減
   6. ガソリンエンジンの後処理の基本
   7. ディーゼルエンジンの後処理の基本