2018年4月16日 更新

正しく知ってる?マツダスカイアクティブXが2018エジソン賞金賞…SPCCI技術を解説!

マツダの新世代エンジンスカイアクティブXが2018Edison awardを受賞しました。エジソン賞がどんな賞なのかという解説と、受賞したスカイアクティブXがどれほど革新的かをレポートします。

正しく知ってる?マツダスカイアクティブXが2018エジソン賞金賞…SPCCI技術を解説!

スカイアクティブXが受賞したエジソン賞って何?他の受賞作品は?

スカイアクティブX

スカイアクティブX

エジソン賞を過去に受賞している製品は、AppleのIpone、ダイソンのエアマルチプライヤー(羽なし扇風機)、青色発光ダイオード(LED)といった私たちの身近にあるものです。
エジソン賞は、革新的な商品やサービス、それを作った人を表彰する世界で認められている賞です。エジソン賞はアメリカ・マーケティング協会によって1987年に創設され、2008年からは独立機関が主催しています。
あまり聞きなれない賞ですが、エジソン賞の受賞はとても名誉があり、スカイアクティブXの技術が革新的であると世界に認められたということが分かりますね。

では、スカイアクティブXがどのような技術を使ったエンジンか知っていますか?
「すごく燃費がいいエンジン」「ガソリンとディーゼルのエンジンの合いの子」などというイメージがあっても実際細かい技術については理解できていない方も多いでしょう。スカイアクティブG、スカイアクティブD、HCCI技術からスカイアクティブXのエンジン技術について説明していきます。

スカイアクティブXって?-SPCCI(火花点火制御圧縮着火)エンジン

2019年より実用化予定の次世代ガソリンエンジン「SKYACTIV-X」は、「SPCCI(Spark Controlled Compression Ignition:火花点火制御圧縮着火)」により、ガソリンエンジンにおける圧縮着火の実用化に世界で初めてめどを付けた画期的な内燃機関で、燃費はスカイアクティブGより最大で20~30%、トルクは全域で10%~30%改善する見込みで環境性能と走りの楽しさの両方を得られるエンジンです。

ガソリンとディーゼルエンジンの合いの子といわれる通り、スカイアクティブXの燃焼方法はSPCCIと呼ばれる、ディーゼルエンジンの点火方法の一つである「HCCI(自己着火)」とガソリンエンジンの点火方法「火花点火式」を合わせて作られています。

×火花点火式+HCCI=「SPCCI」 

まず、ガソリンエンジンでHCCIを行うためには、HCCIの使用可能域がとても狭いため、HCCIで対応できない点をガソリンエンジン同様スパークプラグを利用した火花点火式で行う併用方式を検討し開発されていました。
そのため、スカイアクティブXのエンジンの説明をするときに完全な「HCCI」と「火花点火式」の併用している技術だと勘違いされがちです。
しかし、実際は「SPCCI(Spark Controlled Compression Ignition:火花点火制御圧縮着火)」からわかるように全域で火花点火によりコントロール、制御を行っているのです。
HCCI領域は、HCCIで行った方が燃料効率がいいのでは?と思われる方もいるかもしれませんが、毎秒何千回も燃焼が行われている中で、今はHCCI、今はHCCIじゃないという監視を正確に行うセンサーを付けなければならないとなると大変高価になりそうですし、そのセンサーがおかしくなったら暴走する危険性があるエンジン搭載車なんていくら高燃費でも怖くて乗れませんよね。

〇火花点火式×HCCI=「SPCCI」

<SPCCI(火花点火制御圧縮着火)>
【燃焼方式】空気と燃料を混ぜ合わせ圧縮を行い、自己発火寸前で火花点火で最後の圧縮をおこなうことで燃焼タイミングをコントロールする方法
【圧縮比】16:1
【特徴】扱いづらいHCCIを火花点火式でコントロールすることによりほぼ全域で自己発火を行うことを可能にした
完全なHCCIではないため、マツダはHCCI技術への「目途が立った」という言い方をしています。それでも十分すごい技術ですよね。

次世代ガソリンエンジンSKYACTIV-X: SPCCI / Next Generation Gasoline Engine SKYACTIV-X: SPCCI

【補足】ガソリンエンジン/ディーゼルエンジン/HCCIを比較

<ガソリンエンジン>(スパークプラグあり)
【燃焼方法】火花点火式(燃料と空気を混ぜたところにスパークプラグによる火花で点火させ燃やす)
【欠点】火が広がっていくのに時間を要すると、燃え残りが発生してしまう
【理想】燃料に対しての空気量を増やしたい(稀釈燃焼=リンバーン)
ただし、ただのリンバーンを目指すと燃費特化型エコエンジンのようにトルクを出しにくいものになってしまうことも難点です。

<ディーゼルエンジン>(スパークプラグなし)
【燃焼方法】圧縮した空気に、燃料を吹きかけ自然発火を起こす
【欠点】一気に燃えすぎてしまうとノッキングを起こす。燃焼コントロールが難しく、燃料噴射部品のコストが半分をしめるほど高価
【理想】有害物質の発生を抑えたい、燃料噴射のコストを抑えたい
そこで、ディーゼルエンジンの悩みを改良する燃焼方法として検証されてきたのがHCCIです。そもそもはディーゼルエンジンの利便性を向上させるために開発されていたものです。
<HCCI(自己圧縮着火)>(スパークプラグなし)
【燃焼方式】空気と燃料を事前に混ぜ槽内に充満させたものを圧縮し、自己発火させる
【特徴】燃料に対する空気の比率とても大きくすることができる=燃費がいい上にパワーを出せる
【欠点】圧縮と、燃料の混ぜかたでコントロールするため、トリッキーで実用化できない
【理想】コントロールが可能で、全域で使えるエンジンになりたい

2019年の実用化が楽しみのスカイアクティブX

マツダ次世代技術搭載車試乗【スカイアクティブX】

ついに来年2019年にスカイアクティブXエンジンを搭載した車が発売される予定となっています。モデルチェンジでアクセラや、アテンザに導入されるかと思うと今からとてもわくわくしますよね。販売されたら是非乗ってみたいものです。
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