（3）不活性ガスによる燃焼制御

[画像]マツダの2.2リッターディーゼルエンジンの燃料噴射タイミングの制御。異常燃焼の回避のために噴射タイミングを遅らせていた従来エンジンとの違いを説明したもの。ディーゼルエンジンの噴射タイミングはガソリンで言えば点火タイミングだ。EGRの働きで点火を遅らせないで済めばこの図と同じ効果が得られる

　さて、ポンピングロスの低減のためには排気ガスを混ぜると良いことがわかった。では、排気ガスは燃焼にどんな作用を及ぼすのか？ そしてそれは上手く利用することはできないのかについても当然研究は進む。 　まずはNOxの制御だ。ガソリンエンジンでもNOxは問題だが、ディーゼルの場合、ガソリンより排ガス問題は深刻だ。速く燃やすとNOxがでてしまうが、EGRで排気ガスを入れると燃焼がゆっくりになる。つまりEGRはNOx退治に効果があるのだ。 　もちろんデメリットはある。PMが増えるのだ。しかし、後処理装置を付けるにしても、NOxよりはPMの方が処理しやすいし、片っぽだけでも退治してくれればしめたものだ。余談だが実はNOx退治にはもう一つ方法がある。従来の常識を遥かに超えるほど速く燃やすとNOxができる間がない。こっちは現在各社が鋭意開発中のHCCIエンジンで実現される可能性が高い。 　さて、話は再びガソリンエンジンに戻るが、ノッキングの制御にEGRを使うと高負荷でのパワーが上げられる。エンジンにはノッキングを検知するノックセンサーという部品が付いてきて、ノッキングが起きると点火タイミングを遅らせる。そうしないとエンジンが壊れてしまうからだ。 　しかし点火タイミングを遅らせると、パワーが低下する。そこでEGRの登場だ。例によって、吸気に冷やした排気ガスを混ぜるとノッキングが起きにくくなる。排気ガスに含まれている二酸化炭素と水蒸気は比熱が大きいので、燃焼中に熱を奪い燃焼温度を下げるからだ。すると点火タイミングをあまり遅らせずに燃焼ができるので、熱効率が上がって力が出るという流れである。 　また最近では、これらすべてのコントロールをギリギリの領域に保つために様々な電子制御が行われており、点火タイミングや空燃比のようにEGR量を制御の調整項目の一つに入れることで、より緻密なエンジンのコントロールが可能になりつつある。 　古くは排ガス規制のために生み出されたEGRという技術が、様々な応用によって現在の最先端エンジンを支えている。目に見える機構ではない分、なかなか理解しにくいし、ネットにも平易な説明記事が少ない。今回はちょっと難しいことを承知でEGRについて説明してみた。最新テクノロジーの理解の助けになれば幸いである。 （池田直渡・モータージャーナル）