ルドルフ・ディーゼルの特 tè 許 xŭ に基 jī づく最 zuì 初 chū 期 qī の単 dān 気 qì 筒 tŏng ディーゼルエンジン(1898年 nián Langen & Wolf製 zhì 出 chū 力 lì 14.7 kW )
鉄 tiě 道 daò 車 chē 両 liăng (国 guó 鉄 tiě 183系 xì 気 qì 動 dòng 車 chē )用 yòng の高 gaō 速 sù ディーゼルエンジンの一 yī 例 lì 。DML30HSI形 xíng ディーゼルエンジン 180°V型 xíng 12気 qì 筒 tŏng 排 paí 気 qì 量 liàng 30 L(440 PS/1,600 rpm)
4サイクル・ディーゼルエンジンの動 dòng 作 zuò
ディーゼルエンジン (英 yīng : Diesel engine )は、ディーゼル機 jī 関 guān とも呼 hū ばれる内 neì 燃 rán 機 jī 関 guān であり、ドイツ の技 jì 術 shù 者 zhě ルドルフ・ディーゼル が発 fā 明 míng した往 wăng 復 fù ピストンエンジン (レシプロエンジン )である。1892年 nián に発 fā 明 míng され、1893年 nián 2月 yuè 23日 rì に特 tè 許 xŭ が取 qŭ 得 dé された。
ディーゼルエンジンは燃 rán 焼 shaō 方 fāng 法 fă が圧 yā 縮 suō 着 zhaó 火 huŏ である「圧 yā 縮 suō 着 zhaó 火 huŏ 機 jī 関 guān 」に分 fēn 類 leì され、ピストン によって圧 yā 縮 suō 加 jiā 熱 rè された空 kōng 気 qì に液 yè 体 tĭ 燃 rán 料 liaò を噴 pēn 射 shè することで着 zhaó 火 huŏ させる。液 yè 体 tĭ 燃 rán 料 liaò は発 fā 火 huŏ 点 diăn を超 chaō えた圧 yā 縮 suō 空 kōng 気 qì 内 neì に噴 pēn 射 shè されるため自 zì 己 jĭ 発 fā 火 huŏ する。
実 shí 用 yòng 化 huà された単 dān 体 tĭ の熱 rè 機 jī 関 guān としては最 zuì も熱 rè 効 xiaò 率 lw に優 yoū れる種 zhŏng 類 leì のエンジンであり、また、軽 qīng 油 yoú ・重 zhòng 油 yoú などの石 shí 油 yoú 系 xì の他 tā にも、発 fā 火 huŏ 点 diăn が225 ℃程 chéng 度 dù の液 yè 体 tĭ 燃 rán 料 liaò であれば、スクワレン 、エステル 系 xì など広 guăng 範 fàn 囲 weí に使 shĭ 用 yòng 可 kě 能 néng である[ 注 zhù 釈 shì 1] 。汎 fàn 用 yòng 性 xìng が高 gaō く、自 zì 動 dòng 車 chē 用 yòng 小 xiaŏ 型 xíng 高 gaō 速 sù 機 jī 関 guān から巨 jù 大 dà な船 chuán 舶 bó 用 yòng 低 dī 速 sù 機 jī 関 guān まで、さまざまなバリエーションが存 cún 在 zaì する。
エンジンの名 míng 称 chēng は発 fā 明 míng 者 zhě にちなむ。日 rì 本 běn 語 yŭ 表 biaŏ 記 jì では一 yī 般 bān 的 de な「ディーゼル」のほか、かつては「ヂーゼル」「ジーゼル」「デイゼル」とも表 biaŏ 記 jì された。日 rì 本 běn の自 zì 動 dòng 車 chē 整 zhěng 備 beì 士 shì 国 guó 家 jiā 試 shì 験 yàn ではジーゼルエンジン と表 biaŏ 記 jì している。
ピストンで空 kōng 気 qì を燃 rán 料 liaò の発 fā 火 huŏ 点 diăn 以 yĭ 上 shàng に圧 yā 縮 suō 加 jiā 熱 rè し、そこに燃 rán 料 liaò を噴 pēn 射 shè して自 zì 己 jĭ 発 fā 火 huŏ させる。これにより生 shēng じた燃 rán 焼 shaō ガスの膨 péng 張 zhāng でピストンを押 yā し出 chū す「圧 yā 縮 suō 着 zhaó 火 huŏ 拡 kuò 散 sàn 燃 rán 焼 shaō 機 jī 関 guān 」である。ディーゼルエンジンの本 běn 質 zhí は「点 diăn 火 huŏ 装 zhuāng 置 zhì が不 bù 要 yaò な内 neì 燃 rán 機 jī 関 guān 」である。
ディーゼルエンジンは、4ストロークサイクルと、2ストロークサイクルに大 dà 別 bié される。理 lĭ 論 lùn サイクル の分 fēn 類 leì では、低 dī 速 sù のものがディーゼルサイクル (等 děng 圧 yā サイクル)、高 gaō 速 sù のものはサバテサイクル (複 fù 合 hé サイクル)として取 qŭ り扱 xī われる。
ディーゼルエンジンは燃 rán 料 liaò 噴 pēn 射 shè 量 liàng で出 chū 力 lì を制 zhì 御 yù するため、スロットルバルブを必 bì 要 yaò としない。すなわち、常 cháng 時 shí 吸 xī 入 rù 空 kōng 気 qì 余 yú 剰 shèng の希 xī 薄 bó 域 yù で運 yùn 転 zhuăn される。ただし、不 bù 均 jūn 一 yī な拡 kuò 散 sàn 燃 rán 焼 shaō のため、全 quán 体 tĭ では希 xī 薄 bó であっても、部 bù 分 fēn 的 de に燃 rán え残 cán りの粒 lì 子 zĭ 状 zhuàng 物 wù 質 zhí (PM)が発 fā 生 shēng する。同 tóng 時 shí に、燃 rán 料 liaò が希 xī 薄 bó な領 lĭng 域 yù では窒 zhì 素 sù 酸 suān 化 huà 物 wù (NOx )が発 fā 生 shēng することになる。
燃 rán 料 liaò 噴 pēn 射 shè 装 zhuāng 置 zhì を用 yòng いて燃 rán 焼 shaō 室 shì に燃 rán 料 liaò を高 gaō 圧 yā で噴 pēn 射 shè する。燃 rán 焼 shaō 室 shì 形 xíng 状 zhuàng の違 weí いで、単 dān 室 shì の直 zhí 接 jiē 噴 pēn 射 shè 式 shì と副 fù 室 shì 式 shì (予 yŭ 燃 rán 焼 shaō 室 shì 式 shì ・渦 wō 流 liú 室 shì 式 shì )に分 fēn かれる。1990年 nián 代 daì 以 yĭ 降 jiàng に燃 rán 料 liaò 噴 pēn 射 shè 圧 yā を上 shàng げることが可 kě 能 néng になったため小 xiaŏ 排 paí 気 qì 量 liàng エンジンでも直 zhí 接 jiē 噴 pēn 射 shè 式 shì が主 zhŭ 流 liú であり、乗 chéng 用 yòng 車 chē や小 xiaŏ 型 xíng 商 shāng 用 yòng 車 chē など、気 qì 筒 tŏng あたりの容 róng 積 jī が700 cc 程 chéng 度 dù より小 xiaŏ さいエンジンで一 yī 般 bān 的 de であった副 fù 室 shì 式 shì は、窒 zhì 素 sù 酸 suān 化 huà 物 wù (NOx )と未 weì 燃 rán 焼 shaō 炭 tàn 化 huà 水 shuĭ 素 sù の発 fā 生 shēng は少 shaŏ ないが、低 dī 効 xiaò 率 lw のため使 shĭ われなくなった。今 jīn 日 rì ではディーゼル燃 rán 料 liaò で大 dà 型 xíng ガスエンジン を点 diăn 火 huŏ するときに副 fù 室 shì 式 shì が用 yòng いられる。
ディーゼルエンジンは圧 yā 縮 suō 着 zhaó 火 huŏ のため高 gaō 圧 yā 縮 suō 比 bĭ となる。一 yī 般 bān にピストンエンジンは圧 yā 縮 suō 比 bĭ =膨 péng 張 zhāng 比 bĭ であることから、高 gaō 圧 yā 縮 suō 比 bĭ 、高 gaō 膨 péng 張 zhāng 比 bĭ エンジンとすると熱 rè 効 xiaò 率 lw が高 gaō まる。圧 yā 縮 suō 比 bĭ を上 shàng げることを気 qì 体 tĭ の熱 rè 力 lì 学 xué だけで解 jiě 析 xī すると、対 duì 数 shù 的 de に効 xiaò 率 lw は上 shàng がり続 xù けるものの圧 yā 縮 suō 比 bĭ 15を超 chaō えると伸 shēn び悩 naŏ む。一 yī 方 fāng で高 gaō 圧 yā 縮 suō は摩 mó 擦 cā 損 sŭn 失 shī と可 kě 動 dòng 部 bù 品 pĭn の重 zhòng 量 liàng 増 zēng による慣 guàn 性 xìng 損 sŭn 失 shī を増 zēng 大 dà させ、特 tè に高 gaō 回 huí 転 zhuăn で機 jī 械 xiè 損 sŭn 失 shī が急 jí 増 zēng する。また高 gaō 圧 yā 縮 suō になるほど着 zhaó 火 huŏ しやすいが、むしろ着 zhaó 火 huŏ により完 wán 全 quán 燃 rán 焼 shaō しにくくなるため、適 shì 正 zhèng な圧 yā 縮 suō 比 bĭ は14台 taí だといわれている。膨 péng 張 zhāng 比 bĭ はより大 dà きくても良 liáng い。ただし、低 dī 温 wēn 時 shí や高 gaō 地 dì でのエンジン始 shĭ 動 dòng 性 xìng のため圧 yā 縮 suō 比 bĭ は14より大 dà きいものが多 duō い。
ディーゼルエンジンは高 gaō 圧 yā 縮 suō 比 bĭ エンジンなので発 fā 火 huŏ 点 diăn さえ確 què 保 baŏ できれば精 jīng 製 zhì 度 dù の低 dī い安 ān 価 jià な燃 rán 料 liaò を使 shĭ 用 yòng できる(重 zhòng 油 yoú やいわゆるサラダ油 yoú ・廃 feì 潤 rùn 滑 huá 油 yoú も使 shĭ 用 yòng できる。ただし場 cháng 合 hé によりアセトン ・ナフサ ・アルコール および予 yŭ 熱 rè で流 liú 動 dòng 性 xìng を高 gaō める必 bì 要 yaò がある)。ただし、その実 shí 現 xiàn には高 gaō 価 jià な前 qián 処 chŭ 理 lĭ 装 zhuāng 置 zhì や特 tè 殊 shū なエンジンオイルが必 bì 要 yaò になる。低 dī 燃 rán 費 feì だがエンジン本 běn 体 tĭ に高 gaō い圧 yā 縮 suō 比 bĭ に耐 naì え得 dé る構 goù 造 zaò 強 qiáng 度 dù が必 bì 要 yaò になるため大 dà きく重 zhòng くなり、初 chū 期 qī 費 feì 用 yòng が高 gaō い。稼 jià 動 dòng 回 huí 転 zhuăn 域 yù はガソリンエンジンより低 dī 回 huí 転 zhuăn でかつ狭 xiá いため、車 chē 両 liăng の発 fā 進 jìn には有 yoŭ 利 lì だが、より多 duō 段 duàn の変 biàn 速 sù 機 jī が必 bì 要 yaò になる。
拡 kuò 散 sàn 燃 rán 焼 shaō の特 tè 徴 zhēng から気 qì 筒 tŏng 容 róng 積 jī あたりの出 chū 力 lì が低 dī い代 daì わりに、気 qì 筒 tŏng 容 róng 積 jī に制 zhì 限 xiàn がなく、巨 jù 大 dà なエンジンを実 shí 現 xiàn できる。熱 rè 効 xiaò 率 lw は良 liáng いので必 bì 要 yaò な出 chū 力 lì が得 dé られるまでエンジンを大 dà 型 xíng 化 huà することができる。この場 cháng 合 hé 、大 dà 型 xíng ほど低 dī 速 sù 回 huí 転 zhuăn になるが、これは大 dà 型 xíng 船 chuán 舶 bó など低 dī 速 sù 回 huí 転 zhuăn ・大 dà 出 chū 力 lì が必 bì 要 yaò な用 yòng 途 tú においては極 jí めて都 dū 合 hé がよく、実 shí 際 jì に超 chaō 大 dà 型 xíng 低 dī 速 sù ディーゼルエンジンが大 dà 型 xíng 商 shāng 船 chuán の主 zhŭ 機 jī 関 guān として広 guăng く用 yòng いられている。
空 kōng 気 qì だけを圧 yā 縮 suō した中 zhōng で燃 rán 料 liaò が自 zì 己 jĭ 発 fā 火 huŏ するため、予 yŭ 混 hún 合 hé 燃 rán 焼 shaō ガソリンエンジン で問 wèn 題 tí となるノッキング (というよりノッキングの原 yuán 理 lĭ を逆 nì 用 yòng して着 zhaó 火 huŏ させるようなものである。)やデトネーション が発 fā 生 shēng しない。そのため過 guò 給 geĭ による吸 xī 入 rù 充 chōng 填 tián 量 liàng の増 zēng 加 jiā で気 qì 筒 tŏng 容 róng 積 jī あたりの低 dī 出 chū 力 lì を補 bŭ うことが容 róng 易 yì である。スロットルバルブを持 chí たず低 dī 速 sù でも排 paí 気 qì 圧 yā 力 lì が高 gaō いことから、ターボチャージャー により排 paí 気 qì エネルギー の一 yī 部 bù を回 huí 収 shoū し、効 xiaò 率 lw を維 weí 持 chí したまま排 paí 気 qì 量 liàng 1リットル当 dāng たりの出 chū 力 lì を100馬 mă 力 lì 程 chéng 度 dù からそれ以 yĭ 上 shàng にすることも可 kě 能 néng である。
一 yī 般 bān 的 de な中 zhōng 速 sù 、高 gaō 速 sù ディーゼルエンジンには4ストローク機 jī 関 guān が使 shĭ われ、大 dà 型 xíng 船 chuán 舶 bó や大 dà 型 xíng 発 fā 電 diàn には、低 dī 速 sù 2ストローク・ユニフロー掃 saŏ 気 qì ディーゼルエンジン が使 shĭ われている。2ストロークエンジンで新 xīn 気 qì をシリンダーに送 sòng り込むためには、何 hé らかの過 guò 給 geĭ が必 bì 要 yaò となる。ガソリンエンジンでは安 ān 価 jià なクランクケース 圧 yā 縮 suō が使 shĭ われているが、ディーゼルエンジンでは過 guò 給 geĭ 機 jī と頭 toú 上 shàng 排 paí 気 qì 弁 biàn を併 bìng 用 yòng するユニフロー掃 saŏ 気 qì ディーゼルターボエンジンだけが生 shēng 産 chăn 中 zhōng である。
4ストロークサイクル・ディーゼルエンジンの各 gè 行 xíng 程 chéng :
吸 xī 入 rù 行 xíng 程 chéng - ピストン が下 xià 死 sĭ 点 diăn まで下 xià がり、空 kōng 気 qì をシリンダー 内 neì に吸 xī い込む
圧 yā 縮 suō 行 xíng 程 chéng - ピストンが上 shàng 死 sĭ 点 diăn まで上 shàng がり、空 kōng 気 qì をシリンダー内 neì で圧 yā 縮 suō 加 jiā 熱 rè する
膨 péng 張 zhāng 行 xíng 程 chéng - 燃 rán 焼 shaō 室 shì 内 neì の高 gaō 温 wēn 高 gaō 圧 yā の空 kōng 気 qì に燃 rán 料 liaò を噴 pēn 射 shè すると、燃 rán 料 liaò が自 zì 己 jĭ 発 fā 火 huŏ し、膨 péng 張 zhāng した燃 rán 焼 shaō ガスがピストンを下 xià 死 sĭ 点 diăn まで押 yā し下 xià げる
排 paí 気 qì 行 xíng 程 chéng - フライホイール の慣 guàn 性 xìng や、他 tā の気 qì 筒 tŏng での膨 péng 張 zhāng などによりピストンが上 shàng 死 sĭ 点 diăn まで上 shàng がり、燃 rán 焼 shaō ガスをシリンダー外 waì に押 yā し出 chū す
2ストロークサイクル・ディーゼルエンジンの各 gè 行 xíng 程 chéng (ユニフロー掃 saŏ 気 qì の場 cháng 合 hé ):
上 shàng 昇 shēng 行 xíng 程 chéng - ピストンの上 shàng 昇 shēng によって掃 saŏ 気 qì ポート、排 paí 気 qì 弁 biàn の順 shùn にふさがれ、前 qián 半 bàn までに掃 saŏ 気 qì が完 wán 了 liaŏ し、後 hoù 半 bàn (過 guò 半 bàn )で圧 yā 縮 suō が行 xíng われる。その後 hoù に圧 yā 縮 suō 上 shàng 死 sĭ 点 diăn 付 fù 近 jìn で燃 rán 料 liaò を噴 pēn 射 shè し点 diăn 火 huŏ する。
下 xià 降 jiàng 行 xíng 程 chéng - 前 qián 過 guò 半 bàn で膨 péng 張 zhāng が行 xíng われた後 hoù 、排 paí 気 qì 弁 biàn が開 kaī き、内 neì 圧 yā が下 xià がり、直 zhí 後 hoù にピストンの下 xià 降 jiàng によって掃 saŏ 気 qì ポートが開 kaī き、吸 xī 気 qì が排 paí 気 qì を押 yā し出 chū す、掃 saŏ 気 qì が始 shĭ まる。
拡 kuò 散 sàn 燃 rán 焼 shaō
ディーゼル機 jī 関 guān は噴 pēn 霧 wù 燃 rán 焼 shaō における液 yè 滴 dī の拡 kuò 散 sàn 燃 rán 焼 shaō である。燃 rán 焼 shaō 室 shì 内 neì の圧 yā 縮 suō 加 jiā 熱 rè した空 kōng 気 qì に液 yè 体 tĭ 燃 rán 料 liaò を噴 pēn 射 shè すると、複 fù 数 shù の微 weī 細 xì な液 yè 滴 dī が蒸 zhēng 発 fā しながら、個 gè 別 bié に表 biaŏ 面 miàn の拡 kuò 散 sàn 域 yù が燃 rán えやすくなり、自 zì 己 jĭ 発 fā 火 huŏ と拡 kuò 散 sàn 燃 rán 焼 shaō を繰 qiaō り返 făn し、隣 lín の液 yè 滴 dī に燃 rán え拡 kuò がる。近 jìn 年 nián 、液 yè 滴 dī 間 jiān の燃 rán え拡 kuò がりの主 zhŭ 要 yaò 因 yīn は着 zhaó 火 huŏ に伴 bàn うマランゴニ対 duì 流 liú による蒸 zhēng 発 fā ガスの噴 pēn 出 chū で、着 zhaó 火 huŏ を伝 yún 播 bō すると分 fēn かった。そして重 zhòng 力 lì 下 xià では高 gaō 圧 yā になるほど、自 zì 然 rán 対 duì 流 liú により、マランゴニ対 duì 流 liú が阻 zŭ 害 haì され、燃 rán え拡 kuò がり速 sù 度 dù が低 dī 下 xià する。その他 tā 、高 gaō 圧 yā になるほど熱 rè 拡 kuò 散 sàn 率 lw と物 wù 質 zhí 拡 kuò 散 sàn 係 xì 数 shù も減 jiăn 少 shaŏ するため、燃 rán え拡 kuò がり速 sù 度 dù に限 xiàn 界 jiè がある[ 1] 。
拡 kuò 散 sàn 燃 rán 焼 shaō は一 yī 気 qì に着 zhaó 火 huŏ 、燃 rán 焼 shaō しないので、火 huŏ 花 huā 点 diăn 火 huŏ ・均 jūn 一 yī 予 yŭ 混 hún 合 hé 燃 rán 焼 shaō で起 qĭ こる点 diăn 火 huŏ プラグを起 qĭ 点 diăn に広 guăng がる火 huŏ 炎 yán 面 miàn の伝 yún 播 bō はない。適 shì 切 qiē な着 zhaó 火 huŏ 遅 chí れは拡 kuò 散 sàn 、混 hún 合 hé 域 yù の拡 kuò 大 dà により、良 liáng 好 haŏ な拡 kuò 散 sàn 燃 rán 焼 shaō をもたらし、燃 rán 焼 shaō 室 shì の隅 yú には空 kōng 気 qì だけが止 zhĭ まっているので圧 yā 縮 suō 比 bĭ が高 gaō くても異 yì 常 cháng 燃 rán 焼 shaō によるノッキングは発 fā 生 shēng しない。ただし低 dī 温 wēn 始 shĭ 動 dòng 時 shí や着 zhaó 火 huŏ 性 xìng の悪 è い燃 rán 料 liaò では長 cháng い着 zhaó 火 huŏ 遅 chí れから一 yī 気 qì に予 yŭ 混 hún 合 hé 的 de に燃 rán 焼 shaō するディーゼルノックが発 fā 生 shēng する。
軽 qīng 油 yoú ディーゼルが確 què 実 shí に低 dī 温 wēn 始 shĭ 動 dòng するため圧 yā 縮 suō 比 bĭ を16 - 18程 chéng 度 dù にしてきた。この高 gaō 圧 yā 縮 suō 比 bĭ では暖 nuăn 機 jī 後 hoù の高 gaō 負 fù 荷 hé 時 shí に大 dà 量 liàng の燃 rán 料 liaò 噴 pēn 射 shè が行 xíng われると、燃 rán 焼 shaō 室 shì が大 dà 幅 fú に発 fā 火 huŏ 点 diăn を超 chaō えているため、燃 rán 料 liaò が著 zhù しく不 bù 均 jūn 一 yī で濃 nóng い領 lĭng 域 yù において、気 qì 化 huà する前 qián の液 yè 滴 dī まで早 zaŏ 期 qī に発 fā 火 huŏ し低 dī 酸 suān 素 sù 状 zhuàng 態 taì で不 bù 完 wán 全 quán 燃 rán 焼 shaō して大 dà 量 liàng のスス状 zhuàng PMが発 fā 生 shēng していた。PMは発 fā がん性 xìng のある大 dà 気 qì 汚 wū 染 răn 物 wù 質 zhí となる。本 běn 来 laí は十 shí 分 fēn に拡 kuò 散 sàn して気 qì 化 huà しかけている液 yè 滴 dī の表 biaŏ 面 miàn から内 neì 部 bù に向 xiàng かって完 wán 全 quán 燃 rán 焼 shaō したい。さらに完 wán 全 quán 燃 rán 焼 shaō する条 tiaó 件 jiàn でも空 kōng 気 qì 余 yú 剰 shèng の燃 rán 焼 shaō ガスが高 gaō 温 wēn 、高 gaō 圧 yā となるため、余 yú った酸 suān 素 sù と窒 zhì 素 sù が結 jié 合 hé し窒 zhì 素 sù 酸 suān 化 huà 物 wù (NOx )も大 dà 量 liàng 発 fā 生 shēng する。
従 cóng 来 laí は「圧 yā 縮 suō 着 zhaó 火 huŏ 」の条 tiaó 件 jiàn を優 yoū 先 xiān し、「拡 kuò 散 sàn 燃 rán 焼 shaō 」にとっては高 gaō 圧 yā すぎて、過 guò 早 zaŏ 着 zhaó 火 huŏ による不 bù 完 wán 全 quán 燃 rán 焼 shaō により排 paí 気 qì ガスが汚 wū く、効 xiaò 率 lw も低 dī 下 xià していた。高 gaō 圧 yā 縮 suō の問 wèn 題 tí を低 dī 減 jiăn しつつ、上 shàng 死 sĭ 点 diăn で点 diăn 火 huŏ したときの十 shí 分 fēn な膨 péng 張 zhāng 比 bĭ を考 kaŏ えると、自 zì 動 dòng 車 chē 用 yòng 軽 qīng 油 yoú ディーゼルの圧 yā 縮 suō 比 bĭ は14台 taí が良 liáng いとされている。この圧 yā 縮 suō 比 bĭ で燃 rán 料 liaò が自 zì 己 jĭ 発 fā 火 huŏ できる手 shoŭ 段 duàn として燃 rán 料 liaò 噴 pēn 射 shè の高 gaō 圧 yā 化 huà と多 duō 段 duàn 噴 pēn 射 shè が必 bì 要 yaò になる。高 gaō 圧 yā 燃 rán 料 liaò 噴 pēn 射 shè で油 yoú 滴 dī を微 weī 細 xì 化 huà して気 qì 化 huà しやすくし、多 duō 段 duàn 燃 rán 料 liaò 噴 pēn 射 shè によって空 kōng 気 qì を含 hán んだ拡 kuò 散 sàn 領 lĭng 域 yù を拡 kuò 大 dà し、高 gaō 温 wēn になりすぎない雰 fēn 囲 weí 気 qì で完 wán 全 quán 燃 rán 焼 shaō をさせる。低 dī 温 wēn 始 shĭ 動 dòng には#予 yŭ 熱 rè 機 jī 構 goù を拡 kuò 充 chōng する。
このような不 bù 均 jūn 一 yī な拡 kuò 散 sàn 燃 rán 焼 shaō とは均 jūn 一 yī 混 hún 合 hé 気 qì が燃 rán 焼 shaō 室 shì 全 quán 体 tĭ に広 guăng がる前 qián に発 fā 火 huŏ しているに等 děng しいので原 yuán 理 lĭ 的 de にシリンダー容 róng 積 jī を使 shĭ い切 qiē ることが難 nán しく、容 róng 積 jī あたりの出 chū 力 lì が低 dī い。高 gaō 圧 yā 縮 suō であることから燃 rán 焼 shaō 速 sù 度 dù が遅 chí く、高 gaō 回 huí 転 zhuăn で運 yùn 転 zhuăn できない。
PCCI(予 yŭ 混 hún 合 hé 圧 yā 縮 suō 着 zhaó 火 huŏ )
1995年 nián にはディーゼル機 jī 関 guān の低 dī 負 fù 荷 hé 領 lĭng 域 yù でPCCI(Premixed Charged Compression Ignition、〔不 bù 均 jūn 一 yī 〕予 yŭ 混 hún 合 hé 圧 yā 縮 suō 着 zhaó 火 huŏ )が実 shí 用 yòng 化 huà される。これは吸 xī 気 qì 過 guò 程 chéng で燃 rán 料 liaò を噴 pēn 射 shè し不 bù 均 jūn 一 yī な予 yŭ 混 hún 合 hé 気 qì を生 shēng 成 chéng した後 hoù に一 yī 気 qì に圧 yā 縮 suō 着 zhaó 火 huŏ させるもので、制 zhì 御 yù されたノッキングと言 yán えるものである。予 yŭ 混 hún 合 hé 燃 rán 焼 shaō なのでPMが発 fā 生 shēng しないうえに、EGR と併 bìng 用 yòng して低 dī 負 fù 荷 hé 時 shí の燃 rán 焼 shaō 温 wēn 度 dù を低 dī 下 xià し、ディーゼルノックとNOxを低 dī 減 jiăn しながら、希 xī 薄 bó 燃 rán 焼 shaō による燃 rán 費 feì を向 xiàng 上 shàng する手 shoŭ 段 duàn とされている[ 2] 。
ただしPCCIは高 gaō 負 fù 荷 hé 時 shí には激 jī しいディーゼルノックを発 fā 生 shēng させるため使 shĭ 用 yòng できない。高 gaō 負 fù 荷 hé 時 shí の有 yoŭ 害 haì 排 paí 気 qì 低 dī 減 jiăn には圧 yā 縮 suō 比 bĭ 14台 taí で、きれいな拡 kuò 散 sàn 燃 rán 焼 shaō を実 shí 現 xiàn することが必 bì 要 yaò になる。
燃 rán 料 liaò 噴 pēn 射 shè 装 zhuāng 置 zhì (燃 rán 料 liaò 噴 pēn 射 shè ポンプと燃 rán 料 liaò 噴 pēn 射 shè 弁 biàn )[ 編 biān 集 jí ]
ディーゼルエンジンにおいて燃 rán 料 liaò 噴 pēn 射 shè が着 zhaó 火 huŏ と燃 rán 焼 shaō の制 zhì 御 yù 手 shoŭ 段 duàn なので、噴 pēn 射 shè 装 zhuāng 置 zhì は重 zhòng 要 yaò な部 bù 品 pĭn となる。現 xiàn 在 zaì 2,000 bar (約 yuē 2,000気 qì 圧 yā )程 chéng 度 dù の高 gaō 圧 yā と多 duō 段 duàn 噴 pēn 射 shè が必 bì 要 yaò とされており、かなりの高 gaō 額 é 部 bù 品 pĭn になっている。自 zì 動 dòng 車 chē 用 yòng ディーゼルエンジン・コストの半 bàn 分 fēn は燃 rán 料 liaò 噴 pēn 射 shè 系 xì で占 zhān める。
初 chū 期 qī から50年 nián ほどは大 dà 型 xíng エンジンの起 qĭ 動 dòng 用 yòng と共 gòng 有 yoŭ する圧 yā 縮 suō 空 kōng 気 qì で燃 rán 料 liaò を噴 pēn 射 shè する「空 kōng 気 qì 噴 pēn 射 shè 」もあったが、効 xiaò 率 lw が悪 è く圧 yā 力 lì を高 gaō められないために廃 feì れた。燃 rán 料 liaò だけを高 gaō 圧 yā 噴 pēn 射 shè する「無 wú 気 qì 噴 pēn 射 shè 」になった後 hoù の経 jīng 緯 weĭ を以 yĭ 下 xià に示 shì す。
かつてはプランジャーポンプの一 yī 行 xíng 程 chéng の加 jiā 圧 yā と吐 tŭ 出 chū だけで一 yī 回 huí の燃 rán 料 liaò 噴 pēn 射 shè を実 shí 現 xiàn する「ジャーク式 shì 」ポンプだったので、多 duō 段 duàn 噴 pēn 射 shè できなかった。噴 pēn 射 shè 量 liàng は機 jī 械 xiè 制 zhì 御 yù によるプランジャーの有 yoŭ 効 xiaò ストローク量 liàng で決 jué まった。従 cóng 来 laí のジャーク式 shì ポンプはエンジン回 huí 転 zhuăn 数 shù や負 fù 荷 hé によって燃 rán 料 liaò 圧 yā 力 lì と噴 pēn 射 shè 量 liàng が変 biàn 化 huà する欠 qiàn 点 diăn がある。燃 rán 料 liaò 噴 pēn 射 shè 弁 biàn は燃 rán 料 liaò 圧 yā 力 lì の増 zēng 減 jiăn で従 cóng 属 shŭ 的 de に自 zì 動 dòng 開 kaī 閉 bì するものだった。いずれも噴 pēn 射 shè ポンプと噴 pēn 射 shè 弁 biàn の間 jiān にある長 cháng い噴 pēn 射 shè 管 guăn を毎 meĭ 回 huí 低 dī 圧 yā に戻 lì す影 yĭng 響 xiăng のため、噴 pēn 射 shè 圧 yā が低 dī く、近 jìn 年 nián では使 shĭ われなくなってきた。
列 liè 型 xíng 噴 pēn 射 shè ポンプの一 yī 例 lì
分 fēn 配 peì 型 xíng 噴 pēn 射 shè ポンプの一 yī 例 lì
列 liè 型 xíng 噴 pēn 射 shè ポンプ
一 yī つのプランジャーポンプが単 dān 気 qì 筒 tŏng の燃 rán 料 liaò 加 jiā 圧 yā と吐 tŭ 出 chū を担 dàn 当 dāng し、気 qì 筒 tŏng 数 shù 分 fēn のポンプが一 yī 列 liè に並 bìng んでいる構 goù 造 zaò 。ジャーク式 shì ポンプの中 zhōng では低 dī 速 sù 回 huí 転 zhuăn から噴 pēn 射 shè 量 liàng が安 ān 定 dìng するので大 dà 型 xíng 車 chē に用 yòng いられた。噴 pēn 射 shè ポンプと噴 pēn 射 shè 弁 biàn の間 jiān にある噴 pēn 射 shè 管 guăn を毎 meĭ 回 huí 低 dī 圧 yā に戻 lì す影 yĭng 響 xiăng のため実 shí 現 xiàn できる燃 rán 料 liaò 圧 yā 力 lì は200 bar強 qiáng まで。それ以 yĭ 上 shàng に高 gaō めようとしても噴 pēn 射 shè 管 guăn 内 neì で衝 chōng 撃 jī 波 bō を発 fā 生 shēng させるなど損 sŭn 失 shī が大 dà きくなり現 xiàn 実 shí 的 de でない。
分 fēn 配 peì 型 xíng 噴 pēn 射 shè ポンプ、別 bié 名 míng ロータリーポンプ
一 yī つのプランジャーポンプが全 quán 気 qì 筒 tŏng の燃 rán 料 liaò 加 jiā 圧 yā と吐 tŭ 出 chū を実 shí 現 xiàn する。プランジャーが1サイクルに1回 huí 転 zhuăn しながら気 qì 筒 tŏng 数 shù 倍 beì の往 wăng 復 fù 運 yùn 動 dòng をする、プランジャーの外 waì 周 zhoū に気 qì 筒 tŏng の分 fēn 配 peì のための切 qiē り欠 qiàn けがあり該 gaī 当 dāng 位 weì 置 zhì の吐 tŭ 出 chū ポートと重 zhòng なったときに噴 pēn 射 shè される。プランジャーポンプは全 quán 気 qì 筒 tŏng に共 gòng 有 yoŭ されるが、毎 meĭ 回 huí 、加 jiā 圧 yā と吐 tŭ 出 chū を繰 qiaō り返 făn すので、コモンレールのように蓄 xù 圧 yā しない。
1990年 nián 代 daì 後 hoù 半 bàn から以 yĭ 下 xià の方 fāng 法 fă で高 gaō 圧 yā 燃 rán 料 liaò 噴 pēn 射 shè を電 diàn 子 zĭ 制 zhì 御 yù している。基 jī 本 běn 的 de にポンプで加 jiā 圧 yā だけを分 fēn 担 dàn し、従 cóng 属 shŭ 弁 biàn との間 jiān に配 peì 置 zhì した電 diàn 子 zĭ 制 zhì 御 yù 弁 biàn が噴 pēn 射 shè 量 liàng とタイミングを分 fēn 担 dàn する。
電 diàn 磁 cí 式 shì 噴 pēn 射 shè ポンプ
コモンレール
サプライポンプが共 gòng 通 tōng (コモン)の圧 yā 力 lì 管 guăn (レール)に高 gaō 圧 yā 燃 rán 料 liaò を蓄 xù えてから、気 qì 筒 tŏng ごとに電 diàn 子 zĭ 制 zhì 御 yù 弁 biàn を内 neì 蔵 cáng した噴 pēn 射 shè ノズル(インジェクター)が噴 pēn 射 shè する。電 diàn 子 zĭ 制 zhì 御 yù 弁 biàn が噴 pēn 射 shè のタイミングと噴 pēn 射 shè 量 liàng を分 fēn 担 dàn し、高 gaō 圧 yā で多 duō 段 duàn 噴 pēn 射 shè を実 shí 現 xiàn する。ソレノイド 式 shì インジェクターは1,800気 qì 圧 yā で1サイクルあたり5回 huí ほど噴 pēn 射 shè できる。2012年 nián 現 xiàn 在 zaì のピエゾ 式 shì インジェクターは2,500気 qì 圧 yā の超 chaō 高 gaō 圧 yā で燃 rán 料 liaò を1サイクルあたり9回 huí 噴 pēn 射 shè できる[ 3] 。
ユニットインジェクター
噴 pēn 射 shè ポンプと噴 pēn 射 shè 弁 biàn が一 yī 体 tĭ 式 shì の噴 pēn 射 shè 装 zhuāng 置 zhì 、1930年 nián 代 daì から機 jī 械 xiè 式 shì のものが存 cún 在 zaì し、1990年 nián 代 daì に電 diàn 子 zĭ 制 zhì 御 yù 化 huà された。気 qì 筒 tŏng ごとにユニットインジェクターを設 shè 置 zhì する。すなわち高 gaō 圧 yā パイプを引 yĭn き回 huí さなくても済 jì むため大 dà 型 xíng エンジンに適 shì する。単 dān 純 chún な構 goù 造 zaò のため、高 gaō 圧 yā 化 huà はコモンレールよりも先 xiān 行 xíng した、ただし多 duō 段 duàn 噴 pēn 射 shè は不 bù 得 dé 意 yì で、対 duì 応 yīng するには二 èr つの電 diàn 磁 cí 弁 biàn を併 bìng 用 yòng するなど複 fù 雑 zá な構 goù 造 zaò になる。OHC がユニットインジェクターのプランジャーポンプを駆 qū 動 dòng し、第 dì 一 yī の電 diàn 磁 cí 弁 biàn がポンプの加 jiā 圧 yā の開 kaī 始 shĭ と終 zhōng 了 liaŏ を精 jīng 密 mì に制 zhì 御 yù し、1サイクル毎 meĭ の噴 pēn 射 shè 量 liàng を決 jué める。多 duō 段 duàn 噴 pēn 射 shè するには加 jiā 圧 yā 行 xíng 程 chéng の内 neì 部 bù で第 dì 二 èr の電 diàn 磁 cí 弁 biàn が噴 pēn 射 shè 弁 biàn の開 kaī 閉 bì を制 zhì 御 yù する。したがって大 dà まかな噴 pēn 射 shè タイミングに制 zhì 限 xiàn がある。
ディーゼルエンジンではガソリンエンジンとは異 yì なる特 tè 性 xìng に応 yīng じた装 zhuāng 置 zhì が必 bì 要 yaò になるため、かなりの高 gaō コストになる。上 shàng 記 jì の燃 rán 料 liaò 噴 pēn 射 shè 装 zhuāng 置 zhì や後 hoù 段 duàn の排 paí ガス対 duì 策 cè 用 yòng の後 hoù 処 chŭ 理 lĭ 装 zhuāng 置 zhì が代 daì 表 biaŏ 例 lì であるが、これら以 yĭ 外 waì でも、原 yuán 理 lĭ 的 de に振 zhèn 動 dòng と騒 saō 音 yīn が大 dà きくなるため、ディーゼルエンジンでは2次 cì バランサーを追 zhuī 加 jiā したり、防 fáng 振 zhèn ゴムによる固 gù 定 dìng に高 gaō 度 dù な技 jì 術 shù が使 shĭ 用 yòng され、また大 dà 型 xíng 車 chē に圧 yā 縮 suō 開 kaī 放 fàng ブレーキ も使 shĭ 用 yòng される。
燃 rán 料 liaò 油 yoú 清 qīng 浄 jìng 機 jī はC重 zhòng 油 yoú から不 bù 純 chún 物 wù を取 qŭ り除 chú く装 zhuāng 置 zhì 。1950年 nián ごろ舶 bó 用 yòng 大 dà 型 xíng ディーゼルエンジンで安 ān 価 jià なC重 zhòng 油 yoú を使 shĭ うために開 kaī 発 fā された燃 rán 料 liaò の前 qián 処 chŭ 理 lĭ 装 zhuāng 置 zhì 。それまでディーゼルエンジンは一 yī 定 dìng 水 shuĭ 準 zhŭn 以 yĭ 上 shàng のグレードにあるA重 zhòng 油 yoú までしか使 shĭ えなかった。C重 zhòng 油 yoú は製 zhì 油 yoú 残 cán 渣 zhā といえる劣 liè 悪 è な燃 rán 料 liaò で、不 bù 純 chún 物 wù の混 hún 入 rù が前 qián 提 tí となる。燃 rán 料 liaò 油 yoú 清 qīng 浄 jìng 機 jī は残 cán 渣 zhā 油 yoú を加 jiā 熱 rè して流 liú 動 dòng 性 xìng を高 gaō めてから、水 shuĭ 分 fēn や固 gù 形 xíng 分 fēn を遠 yuăn 心 xīn 分 fēn 離 lí 機 jī で取 qŭ り除 chú き、さらにフィルターで濾 lw 過 guò して細 xì かな混 hún 入 rù 物 wù の除 chú 去 qù を図 tú る。
安 ān 価 jià を求 qiú める残 cán 渣 zhā 油 yoú は軽 qīng 質 zhí 油 yoú を蒸 zhēng 留 liú した残 cán り物 wù なので、製 zhì 油 yoú 技 jì 術 shù が向 xiàng 上 shàng し、利 lì 用 yòng 価 jià 値 zhí のある各 gè 種 zhŏng 成 chéng 分 fēn を高 gaō 度 dù に分 fēn 留 liú できるようになるにつれ、残 cán 渣 zhā 部 bù は相 xiāng 対 duì 的 de に低 dī 質 zhí 化 huà していく。したがって一 yī 定 dìng 品 pĭn 質 zhí に止 zhĭ まらないため、燃 rán 料 liaò 油 yoú 清 qīng 浄 jìng 機 jī も高 gaō 性 xìng 能 néng 化 huà を求 qiú められる。1970年 nián 以 yĭ 降 jiàng に製 zhì 油 yoú 法 fă の進 jìn 展 zhăn によって導 daŏ 入 rù された接 jiē 触 chù 触 chù 媒 meí 分 fēn 解 jiě 装 zhuāng 置 zhì からアルミナ、シリカ微 weī 粒 lì 子 zĭ が残 cán 渣 zhā 油 yoú に混 hún 入 rù するようになり、ピストンリング、シリンダーライナー、燃 rán 料 liaò ポンプを短 duăn 時 shí 間 jiān で損 sŭn 傷 shāng する事 shì 故 gù が多 duō 発 fā するようになった。燃 rán 料 liaò 油 yoú 分 fēn 析 xī サービスと併 bìng 用 yòng して事 shì 故 gù の防 fáng 止 zhĭ を図 tú っている[ 4] 。
火 huŏ 花 huā 点 diăn 火 huŏ のような着 zhaó 火 huŏ 機 jī 構 goù を持 chí たず、着 zhaó 火 huŏ には空 kōng 気 qì の断 duàn 熱 rè 圧 yā 縮 suō による高 gaō 温 wēn を利 lì 用 yòng しているため、寒 hán 冷 lěng 地 dì での長 cháng 時 shí 間 jiān 停 tíng 車 chē 後 hoù など燃 rán 焼 shaō 室 shì が冷 lěng え切 qiē った状 zhuàng 態 taì からの始 shĭ 動 dòng や、標 biaō 高 gaō が高 gaō く空 kōng 気 qì 密 mì 度 dù が小 xiaŏ さいところで始 shĭ 動 dòng する場 cháng 合 hé は、吸 xī 気 qì が着 zhaó 火 huŏ に必 bì 要 yaò な温 wēn 度 dù に達 dá しないことがあり、「予 yŭ 熱 rè 」が必 bì 要 yaò となる。燃 rán 焼 shaō 室 shì 内 neì に頭 toú 部 bù を露 lù 出 chū させた「グロープラグ 」で予 yŭ 熱 rè を行 xíng ったり、場 cháng 合 hé によりインテークマニホールド 直 zhí 前 qián に置 zhì かれた「インテークヒーター 」で吸 xī 気 qì を加 jiā 熱 rè する。マツダ のSKYACTIV-D では始 shĭ 動 dòng にはグロープラグを用 yòng い、始 shĭ 動 dòng 直 zhí 後 hoù には可 kě 変 biàn 排 paí 気 qì 弁 biàn の遅 chí 閉 bì じによって高 gaō 温 wēn の排 paí 気 qì ガスを吸 xī 気 qì 管 guăn に吹 chuī き返 făn して(内 neì 部 bù EGR )、吸 xī 気 qì を暖 nuăn めている。
小 xiaŏ 型 xíng ディーゼルエンジンの始 shĭ 動 dòng にはガソリンエンジンと同 tóng 様 yàng にスターターモーター によってクランク軸 zhoú を回 huí 転 zhuăn させ、燃 rán 焼 shaō サイクルを開 kaī 始 shĭ するが、圧 yā 縮 suō 比 bĭ が高 gaō いため、同 tóng 程 chéng 度 dù の排 paí 気 qì 量 liàng に対 duì して2 - 3倍 beì 程 chéng 度 dù に大 dà きな出 chū 力 lì のスターターモーターを備 beì える必 bì 要 yaò があり、自 zì 動 dòng 車 chē などでもバッテリー を2個 gè 直 zhí 列 liè にして電 diàn 装 zhuāng 系 xì を24 V とするものがある。
大 dà 型 xíng エンジンの始 shĭ 動 dòng には圧 yā 縮 suō 空 kōng 気 qì をシリンダー内 neì に吹 chuī き込み、ピストンを直 zhí 接 jiē 動 dòng かすための装 zhuāng 置 zhì が必 bì 要 yaò となる。あらかじめ補 bŭ 助 zhù 動 dòng 力 lì 装 zhuāng 置 zhì を起 qĭ 動 dòng して発 fā 電 diàn や圧 yā 縮 suō 空 kōng 気 qì を生 shēng 成 chéng しておく場 cháng 合 hé が多 duō い。
ディーゼルエンジンは着 zhaó 火 huŏ に電 diàn 気 qì を用 yòng いていないため、エンジンキーをオフの状 zhuàng 態 taì にし(バッテリー からの電 diàn 源 yuán を断 duàn つ)ても停 tíng 止 zhĭ しない。運 yùn 転 zhuăn を停 tíng 止 zhĭ させる方 fāng 法 fă には以 yĭ 下 xià の3種 zhŏng 類 leì がある。
燃 rán 料 liaò 供 gōng 給 geĭ ストップ
主 zhŭ に小 xiaŏ 型 xíng エンジンに多 duō い方 fāng 法 fă 。古 gŭ い列 liè 型 xíng ポンプには、手 shoŭ 動 dòng 式 shì やキーオフの状 zhuàng 態 taì でモーター が噴 pēn 射 shè ポンプのスリーブ制 zhì 御 yù ロッドを直 zhí 接 jiē 動 dòng かして燃 rán 料 liaò を絞 jiaŏ るものがあるが、分 fēn 配 peì 型 xíng 以 yĭ 降 jiàng では、キーオフで「閉 bì 」となる電 diàn 磁 cí 弁 biàn が用 yòng いられている。ピストンが吸 xī 気 qì を圧 yā 縮 suō する力 lì で停 tíng 止 zhĭ するため、振 zhèn 動 dòng が出 chū ることと、停 tíng 止 zhĭ 位 weì 置 zhì が同 tóng じになりやすい[ 注 zhù 釈 shì 2] 短 duăn 所 suŏ もある。
吸 xī 気 qì ストップ
インテークマニホールド 直 zhí 前 qián に置 zhì かれたインテークシャッターで吸 xī 気 qì を絞 jiaŏ る方 fāng 法 fă 。停 tíng 止 zhĭ は滑 huá らかで、振 zhèn 動 dòng が少 shaŏ ない。シャッターのアクチュエーター には、モーターまたは負 fù 圧 yā 駆 qū 動 dòng のダイヤフラムが用 yòng いられる。
圧 yā 縮 suō 力 lì の開 kaī 放 fàng
てこ などで給 geĭ 排 paí 気 qì バルブ を「開 kaī 」の状 zhuàng 態 taì にし、ピストンが吸 xī 気 qì を圧 yā 縮 suō しないようにする方 fāng 法 fă 。手 shoŭ 動 dòng でクランキングを行 xíng う小 xiaŏ 型 xíng の発 fā 動 dòng 機 jī などでは、始 shĭ 動 dòng 時 shí の負 fù 担 dàn 軽 qīng 減 jiăn のためにデコンプレッション機 jī 構 goù を利 lì 用 yòng するが、その機 jī 構 goù を停 tíng 止 zhĭ 時 shí にも用 yòng いるもの。未 weì 燃 rán 焼 shaō ガスや燃 rán 料 liaò が排 paí 出 chū される欠 qiàn 点 diăn があり、主 zhŭ 流 liú ではない。
エンジンオイル#ディーゼル車 chē も参 cān 照 zhaò 。ディーゼルエンジンでは正 zhèng しく添 tiān 加 jiā 剤 jì が加 jiā えられたエンジンオイル でないと、シリンダー内 neì の燃 rán 料 liaò の燃 rán え残 cán った微 weī 粒 lì 子 zĭ が、ピストン側 cè 面 miàn のトップリング付 fù 近 jìn でエンジンオイルの主 zhŭ 成 chéng 分 fēn である鉱 kuàng 物 wù 油 yoú と結 jié 合 hé して沈 shěn 積 jī 物 wù を作 zuò り、リングを固 gù 着 zhaó する「リングスティック」という現 xiàn 象 xiàng が起 qĭ きる。これを防 fáng 止 zhĭ するために、エンジンオイルにはピストンリング付 fù 近 jìn に溜 liū まる燃 rán え残 cán り、つまり「煤 meí 」や「スラッジ」を洗 xĭ い流 liú してエンジンオイル中 zhōng に分 fēn 散 sàn させる清 qīng 浄 jìng 分 fēn 散 sàn 剤 jì が加 jiā えられる。また、排 paí 気 qì (EGR )やブローバイガス の還 huán 流 liú で、それらに含 hán まれる硫 liú 黄 huáng などによる酸 suān でエンジンオイルが変 biàn 質 zhí するのを防 fáng ぐ酸 suān 化 huà 防 fáng 止 zhĭ 剤 jì や、腐 fŭ 蝕 shí 防 fáng 止 zhĭ 剤 jì 、粘 zhān 度 dù を適 shì 正 zhèng に保 baŏ つ粘 zhān 度 dù 指 zhĭ 数 shù 向 xiàng 上 shàng 剤 jì も加 jiā えられている。
船 chuán 舶 bó 用 yòng 潤 rùn 滑 huá 油 yoú についての詳 xiáng 細 xì はユニフロー掃 saŏ 気 qì ディーゼルエンジン#船 chuán 舶 bó 用 yòng を参 cān 照 zhaò されたい。船 chuán 舶 bó 用 yòng ディーゼルは大 dà 別 bié して中 zhōng ・高 gaō 速 sù なトランクピストン式 shì 4ストロークと、低 dī 速 sù なクロスヘッド式 shì 2ストロークに分 fēn けられ、前 qián 者 zhě のトランクピストン式 shì の潤 rùn 滑 huá 油 yoú は一 yī 般 bān 的 de な高 gaō 速 sù ディーゼルエンジンに近 jìn い。しかし後 hoù 者 zhě のクロスヘッド式 shì は大 dà 量 liàng に硫 liú 黄 huáng 分 fēn の残 cán 留 liú するC重 zhòng 油 yoú を使 shĭ う特 tè 大 dà 型 xíng ディーゼルエンジンとなり、シリンダライナ潤 rùn 滑 huá 用 yòng のシリンダ油 yoú とそれ以 yĭ 外 waì の潤 rùn 滑 huá を行 xíng うシステム油 yoú の2種 zhŏng 類 leì が存 cún 在 zaì する特 tè 徴 zhēng がある。シリンダ油 yoú は燃 rán 焼 shaō 後 hoù に発 fā 生 shēng する硫 liú 酸 suān 成 chéng 分 fēn を中 zhōng 和 hé するために塩 yán 基 jī 価 jià (アルカリ価 jià )の高 gaō い「高 gaō アルカリ価 jià シリンダ油 yoú 」が求 qiú められる。中 zhōng 和 hé しないとエンジン内 neì 部 bù がすぐに腐 fŭ 食 shí してしまうためである。
ディーゼルエンジンのエンジンオイルは、ガソリンエンジンのものに比 bĭ べ、早 zaŏ 期 qī に多 duō くの微 weī 粒 lì 子 zĭ を取 qŭ り込むため、オイルフィルター は大 dà 型 xíng で高 gaō 効 xiaò 率 lw なものが使 shĭ われる。一 yī 部 bù エンジンでは、本 běn 来 laí のオイル流 liú 路 lù とは別 bié に設 shè けられた、遠 yuăn 心 xīn 式 shì や吸 xī 着 zhaó 式 shì によるバイパス式 shì フィルターで微 weī 粒 lì 子 zĭ を取 qŭ り除 chú いてオイルパンに戻 lì すものもある[ 5] 。
不 bù 純 chún 物 wù の多 duō いC重 zhòng 油 yoú を使 shĭ うディーゼル機 jī 関 guān では、シリンダー部 bù を潤 rùn 滑 huá した高 gaō アルカリ価 jià シリンダ油 yoú は汚 wū すぎてフィルタでも再 zaì 利 lì 用 yòng できず廃 feì 油 yoú となる。その代 daì わりクランク室 shì はシリンダ室 shì とは分 fēn 離 lí され独 dú 立 lì のオイル経 jīng 路 lù で循 xún 環 huán して潤 rùn 滑 huá される。
ディーゼルエンジンは、スロットルバルブが不 bù 要 yaò なこと[ 注 zhù 釈 shì 3] や吸 xī 気 qì 脈 mò 動 dòng が大 dà きいことなどで、ガソリンエンジンと比 bĭ 較 jiaò してインテークマニホールドでの負 fù 圧 yā 生 shēng 成 chéng には適 shì していない。そのため、真 zhēn 空 kōng 倍 beì 力 lì 式 shì のブレーキブースター を用 yòng いるディーゼル車 chē では、Vベルト やギヤ で駆 qū 動 dòng する専 zhuān 用 yòng の真 zhēn 空 kōng ポンプ と、負 fù 圧 yā 貯 zhŭ 蔵 cáng タンクを備 beì えている。
このポンプの潤 rùn 滑 huá にはエンジンオイルが兼 jiān 用 yòng される。
大 dà 型 xíng 低 dī 速 sù であるほどディーゼルエンジンの長 cháng 所 suŏ が引 yĭn き立 lì ち、短 duăn 所 suŏ が目 mù 立 lì たなくなる傾 qīng 向 xiàng にある。逆 nì に小 xiaŏ 型 xíng 高 gaō 速 sù ではガソリンエンジンが有 yoŭ 利 lì になる。このため小 xiaŏ 型 xíng 車 chē のエンジンはガソリンで、大 dà 型 xíng 車 chē のエンジンはディーゼルになることが多 duō い。鉄 tiě 道 daò の気 qì 動 dòng 車 chē はディーゼルがほとんどであり、船 chuán 舶 bó も、軍 jūn 用 yòng や高 gaō 速 sù 船 chuán 、小 xiaŏ 型 xíng 船 chuán (20トン未 weì 満 măn )の船 chuán 外 waì 機 jī などの例 lì を除 chú き、ディーゼルエンジンであることが一 yī 般 bān 的 de である。
ガソリンエンジンは点 diăn 火 huŏ 方 fāng 式 shì が「火 huŏ 花 huā 点 diăn 火 huŏ 」、燃 rán 焼 shaō 方 fāng 式 shì が「均 jūn 一 yī 予 yŭ 混 hún 合 hé 燃 rán 焼 shaō 」である。あらかじめ燃 rán 料 liaò を気 qì 化 huà させた混 hún 合 hé 気 qì をシリンダーに吸 xī 入 rù 、圧 yā 縮 suō したのち、電 diàn 気 qì 火 huŏ 花 huā により点 diăn 火 huŏ する。均 jūn 一 yī 混 hún 合 hé 気 qì に満 măn たされた燃 rán 焼 shaō 室 shì に火 huŏ 炎 yán 面 miàn 伝 yún 播 bō が発 fā 生 shēng し燃 rán 焼 shaō 域 yù が半 bàn 球 qiú 状 zhuàng に広 guăng がって間 jiān 欠 qiàn 燃 rán 焼 shaō する。シリンダー直 zhí 径 jìng が大 dà きすぎると火 huŏ 炎 yán 伝 yún 播 bō 速 sù 度 dù が間 jiān に合 hé わずシリンダーの外 waì 周 zhoū に近 jìn い混 hún 合 hé 気 qì まで点 diăn 火 huŏ できなくなるので、シリンダ直 zhí 径 jìng (ボア )に限 xiàn 界 jiè (自 zì 動 dòng 車 chē 用 yòng の場 cháng 合 hé 10 cm 、容 róng 積 jī で800 cc ほど)がある。一 yī 方 fāng で予 yŭ 混 hún 合 hé 燃 rán 焼 shaō では粒 lì 子 zĭ 状 zhuàng 物 wù 質 zhí (PM) は発 fā 生 shēng しない。ただし圧 yā 縮 suō 行 xíng 程 chéng で燃 rán 料 liaò 噴 pēn 射 shè する直 zhí 噴 pēn ガソリンエンジンは気 qì 化 huà できない液 yè 滴 dī の残 cán る不 bù 均 jūn 一 yī な成 chéng 層 céng 燃 rán 焼 shaō なので、粒 lì 子 zĭ 状 zhuàng 物 wù 質 zhí が発 fā 生 shēng する。
ディーゼルエンジンは拡 kuò 散 sàn 燃 rán 焼 shaō なので容 róng 積 jī に制 zhì 限 xiàn はない。ただし、高 gaō 圧 yā 下 xià の拡 kuò 散 sàn 燃 rán 焼 shaō 速 sù 度 dù は遅 chí いので大 dà 容 róng 積 jī エンジンは低 dī 回 huí 転 zhuăn に限 xiàn られる。これは、むしろ大 dà 型 xíng 船 chuán 舶 bó やポンプ、発 fā 電 diàn 機 jī などの大 dà 出 chū 力 lì エンジンにとって都 dū 合 hé が良 liáng い。1万 wàn 馬 mă 力 lì を超 chaō える巨 jù 大 dà 出 chū 力 lì の歯 chĭ 車 chē 減 jiăn 速 sù 機 jī は信 xìn 頼 laì 性 xìng に乏 fá しいので、低 dī 速 sù エンジンの直 zhí 接 jiē 出 chū 力 lì が求 qiú められるため。ただし速 sù 度 dù 変 biàn 化 huà の激 jī しい車 chē 両 liăng には多 duō 段 duàn 変 biàn 速 sù 機 jī が必 bì 要 yaò になる。
ガソリンエンジンは混 hún 合 hé 気 qì の吸 xī 入 rù 量 liàng をスロットルバルブによって絞 jiaŏ ることで出 chū 力 lì を制 zhì 御 yù するのに対 duì し、ディーゼルエンジンは燃 rán 料 liaò 噴 pēn 射 shè 量 liàng だけで出 chū 力 lì 制 zhì 御 yù するため、ポンピングロスが少 shaŏ なく、効 xiaò 率 lw が良 liáng い。また同 tóng じ理 lĭ 由 yoú でディーゼルは負 fù 荷 hé 変 biàn 動 dòng によって空 kōng 燃 rán 比 bĭ も変 biàn わり、全 quán 般 bān 的 de にも希 xī 薄 bó 燃 rán 焼 shaō であり、理 lĭ 想 xiăng 空 kōng 燃 rán 比 bĭ は実 shí 現 xiàn できない。これは容 róng 積 jī あたりの燃 rán 料 liaò の充 chōng 填 tián が少 shaŏ ないことを意 yì 味 weì し、気 qì 筒 tŏng 容 róng 積 jī あたりの出 chū 力 lì が低 dī い傾 qīng 向 xiàng にあるが、過 guò 給 geĭ により補 bŭ 完 wán できる。特 tè にスロットルがないため低 dī 回 huí 転 zhuăn から排 paí 気 qì 量 liàng が多 duō いのでターボチャージャーとの相 xiāng 性 xìng が良 liáng い。
ただし、最 zuì 近 jìn では両 liăng 者 zhě の構 goù 成 chéng が近 jìn づいている。2012年 nián に圧 yā 縮 suō 比 bĭ を同 tóng じ14にした、高 gaō 圧 yā 縮 suō 比 bĭ ガソリンエンジンと低 dī 圧 yā 縮 suō 比 bĭ ディーゼルエンジンがマツダから出 chū 荷 hé されている。他 tā 社 shè のガソリンエンジンでも吸 xī 気 qì の可 kě 変 biàn バルブタイミング機 jī 構 goù により吸 xī 入 rù 量 liàng を変 biàn えたり、低 dī 温 wēn 多 duō 量 liàng EGRバルブにより排 paí 気 qì と吸 xī 気 qì の割 gē 合 hé を変 biàn えて出 chū 力 lì を調 diaò 整 zhěng するようになり、スロットルバルブ は必 bì 須 xū でなくなった。これらの改 gaĭ 善 shàn のため近 jìn 年 nián ガソリンエンジンの効 xiaò 率 lw が上 shàng 昇 shēng し、ディーゼルとの差 chaī が縮 suō まっている。
さらに事 shì 実 shí 上 shàng 、同 tóng じ点 diăn 火 huŏ 、燃 rán 焼 shaō モードを持 chí つエンジンが開 kaī 発 fā 中 zhōng である。まず、ガソリン燃 rán 料 liaò でありながら圧 yā 縮 suō 比 bĭ 14台 taí にて圧 yā 縮 suō 着 zhaó 火 huŏ を目 mù 標 biaō としているHCCI(Homogeneous-Charge Compression Ignition:(均 jūn 一 yī )予 yŭ 混 hún 合 hé 圧 yā 縮 suō 着 zhaó 火 huŏ )エンジンが開 kaī 発 fā 中 zhōng [ 注 zhù 釈 shì 4] であり、通 tōng 称 chēng ディゾットエンジンとも呼 hū ばれる[ 注 zhù 釈 shì 5] [ 6] 一 yī 方 fāng で、1995年 nián にはディーゼルエンジンでありながら低 dī 負 fù 荷 hé 領 lĭng 域 yù で予 yŭ 混 hún 合 hé を用 yòng いる PCCI(Premixed Charged Compression Ignition:(不 bù 均 jūn 一 yī )予 yŭ 混 hún 合 hé 圧 yā 縮 suō 着 zhaó 火 huŏ )が実 shí 用 yòng 済 jì みであるなど、ガソリンとディーゼルエンジンの区 qū 分 fēn けが曖 aì 昧 meì になりつつある[ 2] 。
圧 yā 縮 suō 比 bĭ が高 gaō く、燃 rán 焼 shaō 室 shì 内 neì の空 kōng 気 qì 過 guò 剰 shèng 率 lw が大 dà きいため、作 zuò 動 dòng ガスの比 bĭ 熱 rè 比 bĭ が高 gaō く図 tú 示 shì 熱 rè 効 xiaò 率 lw が高 gaō い(投 toú 入 rù したエネルギーに対 duì して燃 rán 焼 shaō ガスの温 wēn 度 dù 上 shàng 昇 shēng に使 shĭ われる割 gē 合 hé が低 dī い)と言 yán われている。ただし、これは大 dà 型 xíng 低 dī 速 sù エンジンの場 cháng 合 hé であり、高 gaō 速 sù エンジンでは損 sŭn 失 shī も多 duō い。2010年 nián 現 xiàn 在 zaì の大 dà 型 xíng 舶 bó 用 yòng ディーゼルの熱 rè 効 xiaò 率 lw が50 %に達 dá するのに対 duì し自 zì 動 dòng 車 chē 用 yòng ディーゼルの熱 rè 効 xiaò 率 lw は40 %、ガソリン機 jī 関 guān の熱 rè 効 xiaò 率 lw が30 %程 chéng 度 dù 、ガソリンアトキンソンサイクル機 jī 関 guān の熱 rè 効 xiaò 率 lw は30 %台 taí 後 hoù 半 bàn である。また重 zhòng 量 liàng 、負 fù 荷 hé 変 biàn 動 dòng 、速 sù 度 dù 、変 biàn 速 sù の効 xiaò 率 lw が加 jiā 味 weì される自 zì 動 dòng 車 chē の走 zoŭ 行 xíng パターンを与 yŭ えた場 cháng 合 hé には差 chaī が縮 suō まる。以 yĭ 下 xià に乗 chéng 用 yòng 車 chē 用 yòng エンジンのトップランナー方 fāng 式 shì の実 shí 効 xiaò 率 lw の報 baò 告 gaò 書 shū の結 jié 果 guŏ を示 shì す。2005年 nián の予 yŭ 備 beì 調 diaò 査 chá のときより2010年 nián の結 jié 果 guŏ のほうが、Tank to Wheel効 xiaò 率 lw の差 chaī は半 bàn 分 fēn に縮 suō まっている。同 tóng じ程 chéng 度 dù の排 paí 気 qì 規 guī 制 zhì を満 măn たすために差 chaī が縮 suō まったともいえる。
この報 baò 告 gaò 書 shū の効 xiaò 率 lw の算 suàn 出 chū 方 fāng 法 fă について、まず燃 rán 料 liaò を比 bĭ 較 jiaò すると軽 qīng 油 yoú はガソリンに比 bĭ べ密 mì 度 dù が12 %大 dà きく、容 róng 積 jī あたりの熱 rè 量 liàng も9 %大 dà きい。しかし質 zhí 量 liàng あたりの熱 rè 量 liàng は5 %小 xiaŏ さい。熱 rè 量 liàng あたりの二 èr 酸 suān 化 huà 炭 tàn 素 sù (CO2 )発 fā 生 shēng 量 liàng は2.5 %多 duō く、質 zhí 量 liàng あたりのCO2 発 fā 生 shēng 量 liàng は2 %少 shaŏ ない。容 róng 積 jī あたりのCO2 発 fā 生 shēng 量 liàng は10 %多 duō い[ 7] 。このような燃 rán 料 liaò の異 yì なるエンジンを燃 rán 料 liaò の容 róng 積 jī や質 zhí 量 liàng 単 dān 位 weì で比 bĭ べられないため、生 shēng 産 chăn エネルギーと消 xiaō 費 feì エネルギーとを比 bĭ べている。
このように補 bŭ 正 zhèng したTank to Wheel効 xiaò 率 lw ではJC08モード でディーゼルはガソリンより3.5 %しか良 liáng くない[ 8] 。ただし、10・15モード なら8.5 %良 liáng い[ 9] 。さらにWell to Wheel総 zŏng 合 hé 効 xiaò 率 lw のJC08モードの効 xiaò 率 lw とCO2 排 paí 出 chū 量 liàng では11 %良 liáng い[ 10] 。さらに Well to Wheel総 zŏng 合 hé 効 xiaò 率 lw の10・15モードのCO2 排 paí 出 chū 量 liàng では18 %良 liáng い[ 11] 。
まとめると、自 zì 動 dòng 車 chē 用 yòng ディーゼルは現 xiàn 在 zaì の厳 yán しい排 paí 気 qì 規 guī 制 zhì の下 xià でもJC08モードのTank to Wheel効 xiaò 率 lw ではガソリンエンジンより3.5 %エネルギー効 xiaò 率 lw が良 liáng いが、軽 qīng 油 yoú の熱 rè 量 liàng あたりのCO2 発 fā 生 shēng 量 liàng は2.5 %多 duō く、クルマ単 dān 体 tĭ でのCO2 の排 paí 出 chū 量 liàng の差 chaī はほとんどない。ただし、Well to Wheel 総 zŏng 合 hé 効 xiaò 率 lw のJC08モードのCO2 排 paí 出 chū 量 liàng で11 %良 liáng い結 jié 論 lùn は変 biàn わらない。これはガソリンの精 jīng 製 zhì に軽 qīng 油 yoú よりもエネルギーを消 xiaō 費 feì しているためである[ 12] 。
車 chē 両 liăng 用 yòng ディーゼルは高 gaō 速 sù 道 daò 路 lù の定 dìng 速 sù 走 zoŭ 行 xíng など負 fù 荷 hé が一 yī 定 dìng の状 zhuàng 態 taì なら熱 rè 効 xiaò 率 lw どおりにガソリンより3割 gē ほど効 xiaò 率 lw が良 liáng い。しかし常 cháng 用 yòng 回 huí 転 zhuăn 域 yù が狭 xiá いことから市 shì 街 jiē 地 dì 走 zoŭ 行 xíng のような負 fù 荷 hé 変 biàn 動 dòng と加 jiā 減 jiăn 速 sù を含 hán む走 zoŭ 行 xíng パターンでは一 yī 気 qì にガソリンとの差 chaī がなくなる。変 biàn 速 sù が単 dān 純 chún な10・15モードの効 xiaò 率 lw がJC08モードより良 liáng いことからうかがえる。
ディーゼルエンジンには点 diăn 火 huŏ 装 zhuāng 置 zhì とスロットルバルブが不 bù 要 yaò であるため、構 goù 造 zaò が単 dān 純 chún 化 huà でき、信 xìn 頼 laì 性 xìng が高 gaō い。
ディーゼルエンジンは拡 kuò 散 sàn 燃 rán 焼 shaō の範 fàn 囲 weí であれば圧 yā 縮 suō 時 shí の筒 tŏng 内 neì が空 kōng 気 qì だけなので、過 guò 給 geĭ してもプレイグニッション ・ノッキング やデトネーション がない。スロットルバルブがないため、低 dī 速 sù でも排 paí 気 qì が多 duō く、ターボチャージャーとの相 xiāng 性 xìng が良 liáng く、容 róng 積 jī あたりの低 dī 出 chū 力 lì を補 bŭ うことができる。さらに大 dà 型 xíng エンジンでは排 paí 気 qì エネルギーを出 chū 力 lì 軸 zhoú に、より多 duō く回 huí 収 shoū するターボコンパウンド も可 kě 能 néng である。
ガソリンエンジンには点 diăn 火 huŏ 時 shí の火 huŏ 炎 yán の伝 yún 播 bō 速 sù 度 dù によりシリンダ直 zhí 径 jìng に限 xiàn 界 jiè があるのに対 duì し、ディーゼルエンジンにはその限 xiàn 界 jiè がないので大 dà 型 xíng 化 huà に適 shì している。ガソリンエンジンでは、多 duō 気 qì 筒 tŏng 化 huà で排 paí 気 qì 量 liàng を確 què 保 baŏ して高 gaō トルクを得 dé るか、高 gaō 回 huí 転 zhuăn 化 huà で出 chū 力 lì を上 shàng げなければならないのに対 duì し、ディーゼルエンジンでは気 qì 筒 tŏng 容 róng 積 jī の拡 kuò 大 dà で可 kě 能 néng となり、構 goù 造 zaò が単 dān 純 chún 化 huà されフリクション ロスも抑 yì えられ、熱 rè 効 xiaò 率 lw が高 gaō まる。大 dà 型 xíng エンジンほどディーゼルエンジンの利 lì 点 diăn が活 huó きてくる。
ディーゼル燃 rán 料 liaò の引 yĭn 火 huŏ 点 diăn はガソリンに比 bĭ べて80 ℃ほど高 gaō いため、爆 baò 発 fā ・火 huŏ 災 zaī 事 shì 故 gù に対 duì する余 yú 裕 yù が大 dà きい。特 tè に被 beì 弾 dàn することを前 qián 提 tí とした軍 jūn 用 yòng 車 chē 両 liăng で、このメリットが大 dà きい[ 注 zhù 釈 shì 6] 。軍 jūn 用 yòng 車 chē 両 liăng のエンジンは航 háng 空 kōng 燃 rán 料 liaò のJP-8 等 děng と併 bìng 用 yòng することも考 kaŏ 慮 lw され、ディーゼル化 huà を進 jìn めている。ガスタービン燃 rán 料 liaò は軽 qīng 油 yoú よりも上 shàng 質 zhí 油 yoú であるが、燃 rán 料 liaò を共 gòng 有 yoŭ することで有 yoŭ 事 shì の兵 bīng 站 zhàn が合 hé 理 lĭ 化 huà される。
ディーゼルエンジンのうち、4ストローク機 jī 関 guān は吸 xī 気 qì 系 xì 統 tŏng 側 cè に掃 saŏ 気 qì 用 yòng の補 bŭ 機 jī を持 chí たず、噴 pēn 射 shè ポンプでシリンダー内 neì に直 zhí 接 jiē 燃 rán 料 liaò を噴 pēn 射 shè する構 goù 造 zaò のため(ガソリン直 zhí 噴 pēn エンジン を除 chú く)、ガソリンエンジンと異 yì なり始 shĭ 動 dòng 時 shí に何 hé らかの方 fāng 法 fă でクランクシャフトを逆 nì 方 fāng 向 xiàng に回 huí 転 zhuăn させることにより、逆 nì 回 huí 転 zhuăn 運 yùn 転 zhuăn をさせることができる。例 lì えば、自 zì 動 dòng 車 chē の場 cháng 合 hé は変 biàn 速 sù 機 jī を前 qián 進 jìn ギアに入 rù れた状 zhuàng 態 taì で車 chē 体 tĭ を後 hoù 進 jìn 方 fāng 向 xiàng に押 yā したり、坂 băn 道 daò で下 xià り方 fāng 向 xiàng に空 kōng 走 zoŭ させたりすると、クランクシャフトは逆 nì 回 huí 転 zhuăn するため、デコンプ を開 kaī いておくなど始 shĭ 動 dòng の予 yŭ 防 fáng 措 cuò 置 zhì を講 jiăng じない限 xiàn りは逆 nì 回 huí 転 zhuăn 状 zhuàng 態 taì でエンジンが押 yā しがけ始 shĭ 動 dòng してしまう危 weī 険 xiăn 性 xìng [ 13] がある。自 zì 動 dòng 車 chē でこのような状 zhuàng 態 taì になると、変 biàn 速 sù 機 jī が前 qián 進 jìn ギアの際 jì に車 chē 体 tĭ は後 hoù 退 tuì し、後 hoù 進 jìn ギアの際 jì に逆 nì に前 qián 進 jìn が行 xíng われることになる。この現 xiàn 象 xiàng は事 shì 故 gù や労 laó 働 dòng 災 zaī 害 haì を誘 yoù 発 fā する原 yuán 因 yīn になる一 yī 方 fāng で、船 chuán 舶 bó などその特 tè 性 xìng を活 huó 用 yòng することで変 biàn 速 sù 機 jī を介 jiè することなく逆 nì 回 huí 転 zhuăn 運 yùn 転 zhuăn のみによる後 hoù 退 tuì 運 yùn 転 zhuăn が可 kě 能 néng となることも意 yì 味 weì している。
4ストロークディーゼルで逆 nì 回 huí 転 zhuăn 運 yùn 転 zhuăn が始 shĭ まった場 cháng 合 hé 、吸 xī 排 paí 気 qì 弁 biàn の機 jī 能 néng が逆 nì 転 zhuăn するため、排 paí 気 qì 管 guăn から吸 xī 気 qì し、エアフィルター側 cè に排 paí 気 qì が行 xíng われる[ 14] 。また、カムシャフトのバルブタイミング や噴 pēn 射 shè ポンプの噴 pēn 射 shè タイミングも適 shì 切 qiē に反 făn 転 zhuăn させたものを使 shĭ 用 yòng しなければ十 shí 分 fēn な出 chū 力 lì 性 xìng 能 néng が得 dé られないため[ 15] 、自 zì 動 dòng 車 chē ではあまり実 shí 用 yòng 的 de とはいえないが、中 zhōng ・小 xiaŏ 型 xíng 船 chuán 舶 bó 用 yòng 機 jī 関 guān では古 gŭ くはMANやスルザー、B&Wなどが前 qián 進 jìn 用 yòng と後 hoù 進 jìn 用 yòng の2系 xì 統 tŏng のカムシャフトを可 kě 変 biàn バルブ機 jī 構 goù で4ストロークディーゼルの逆 nì 回 huí 転 zhuăn 運 yùn 転 zhuăn による後 hoù 退 tuì 航 háng 行 xíng を実 shí 現 xiàn しており[ 16] 、航 háng 空 kōng 用 yòng エンジンではダイムラー・ベンツ DB 602 が同 tóng 様 yàng の機 jī 構 goù を有 yoŭ していた。しかし、今 jīn 日 rì では小 xiaŏ 型 xíng 船 chuán 舶 bó ではこのような逆 nì 回 huí 転 zhuăn 運 yùn 転 zhuăn 機 jī 構 goù ではなく、油 yoú 圧 yā または電 diàn 動 dòng の遠 yuăn 隔 gé 操 caō 作 zuò で断 duàn 続 xù されるクラッチと[ 17] 後 hoù 退 tuì 用 yòng ギアボックスを組 zŭ み込むことで後 hoù 退 tuì 航 háng 行 xíng が行 xíng われている[ 18] 。
なお、2ストローク機 jī 関 guān では逆 nì 回 huí 転 zhuăn 運 yùn 転 zhuăn をさせても掃 saŏ 気 qì 孔 kŏng と排 paí 気 qì 弁 biàn または排 paí 気 qì 孔 kŏng の機 jī 能 néng が逆 nì 転 zhuăn せず、掃 saŏ 気 qì ポートタイミングも変 biàn 化 huà しないため、リードバルブ 式 shì ガソリンエンジン・ユニフローディーゼルエンジンどちらでも逆 nì 回 huí 転 zhuăn 運 yùn 転 zhuăn は可 kě 能 néng であり、ディーゼルエンジン特 tè 有 yoŭ の長 cháng 所 suŏ とはなっていない。ただし、ガソリンエンジンでは逆 nì 回 huí 転 zhuăn が後 hoù 退 tuì に利 lì 用 yòng される例 lì は一 yī 部 bù のスノーモビル 程 chéng 度 dù に限 xiàn られているが、船 chuán 舶 bó 用 yòng ユニフローディーゼルエンジンにおいては、逆 nì 回 huí 転 zhuăn 運 yùn 転 zhuăn により直 zhí 接 jiē スクリューを逆 nì 回 huí 転 zhuăn させ後 hoù 退 tuì 航 háng 行 xíng を行 xíng う手 shoŭ 段 duàn として一 yī 般 bān 的 de に用 yòng いられている[ 19] 。
自 zì 動 dòng 車 chē 用 yòng ディーゼルエンジンの価 jià 格 gé はガソリンエンジンのほぼ倍 beì になる(国 guó 産 chăn 車 chē の車 chē 体 tĭ 価 jià 格 gé で、だいたい40万 wàn から50万 wàn 円 yuán 程 chéng 度 dù 高 gaō い)。スロットルと点 diăn 火 huŏ 装 zhuāng 置 zhì が要 yaò らない代 daì わりに、高 gaō 価 jià な燃 rán 料 liaò 噴 pēn 射 shè 系 xì と補 bŭ 機 jī 類 leì が必 bì 要 yaò となりエンジン全 quán 体 tĭ は高 gaō コストになる。
ディーゼルエンジンの主 zhŭ たる短 duăn 所 suŏ は、大 dà きく重 zhòng くかつ、振 zhèn 動 dòng が激 jī しいことである。大 dà 重 zhòng 量 liàng ゆえエンジンの出 chū 力 lì 重 zhòng 量 liàng 比 bĭ が悪 è く、軽 qīng 量 liàng 化 huà を要 yaò 求 qiú される航 háng 空 kōng 機 jī では、一 yī 部 bù を除 chú いて従 cóng 来 laí あまり採 caĭ 用 yòng されず、レシプロエンジン全 quán 盛 shèng 期 qī においても主 zhŭ 流 liú 足 zú りえなかった。また、圧 yā 縮 suō 着 zhaó 火 huŏ のため、高 gaō 空 kōng (低 dī 温 wēn 、低 dī 気 qì 圧 yā )での始 shĭ 動 dòng 性 xìng や信 xìn 頼 laì 性 xìng に乏 fá しいというのも、ディーゼルエンジンが敬 jìng 遠 yuăn された大 dà きな理 lĭ 由 yoú の一 yī つである。
拡 kuò 散 sàn 燃 rán 焼 shaō ゆえ、黒 heī 煙 yān や粒 lì 子 zĭ 状 zhuàng 物 wù 質 zhí (PM) が発 fā 生 shēng しやすいうえに、燃 rán 焼 shaō 室 shì 内 neì が高 gaō 温 wēn 高 gaō 圧 yā かつ希 xī 薄 bó 燃 rán 焼 shaō 域 yù (軽 qīng 負 fù 荷 hé 時 shí は30:1から60:1)で酸 suān 素 sù と窒 zhì 素 sù も過 guò 多 duō であるためNOx も発 fā 生 shēng しやすく、密 mì 閉 bì コックピットが普 pŭ 及 jí する前 qián の飛 feī 行 xíng 機 jī においては、ディーゼルエンジンがパイロットたちに嫌 xián われた理 lĭ 由 yoú でもある。排 paí 気 qì 対 duì 策 cè をするにも、排 paí 気 qì 中 zhōng の残 cán 留 liú 酸 suān 素 sù が多 duō い酸 suān 化 huà 性 xìng 雰 fēn 囲 weí 気 qì では三 sān 元 yuán 触 chù 媒 meí を使 shĭ えないため、PMとNOx 対 duì 策 cè に別 bié 々の後 hoù 処 chŭ 理 lĭ 装 zhuāng 置 zhì が必 bì 要 yaò となり、重 zhòng 量 liàng もかさむとともに高 gaō コスト化 huà する。
高 gaō 圧 yā 縮 suō 比 bĭ のため、ピストンリング や軸 zhoú 受 shoù にかかる面 miàn 圧 yā が高 gaō く、十 shí 分 fēn な強 qiáng 度 dù を持 chí たされた可 kě 動 dòng 部 bù 品 pĭn の質 zhí 量 liàng も大 dà きい、高 gaō 速 sù 回 huí 転 zhuăn させると摩 mó 擦 cā 損 sŭn 失 shī などでエネルギーの損 sŭn 失 shī が急 jí 増 zēng する。
高 gaō 圧 yā 縮 suō 比 bĭ のため高 gaō 回 huí 転 zhuăn まで回 huí らず、常 cháng 用 yòng 回 huí 転 zhuăn 域 yù が狭 xiá いため、車 chē 両 liăng 用 yòng には走 zoŭ 行 xíng 速 sù 度 dù に応 yīng じた変 biàn 速 sù が必 bì 要 yaò で、最 zuì 適 shì な回 huí 転 zhuăn 数 shù を外 waì すと効 xiaò 率 lw が低 dī 下 xià する。この2点 diăn が調 diaò 和 hé しないため、自 zì 動 dòng 車 chē 用 yòng ディーゼル機 jī 関 guān は大 dà 型 xíng 舶 bó 用 yòng ディーゼル機 jī 関 guān より大 dà 幅 fú に低 dī 効 xiaò 率 lw となっている。
ディーゼルエンジンでは燃 rán 料 liaò 噴 pēn 射 shè 装 zhuāng 置 zhì が点 diăn 火 huŏ 装 zhuāng 置 zhì と出 chū 力 lì 制 zhì 御 yù 装 zhuāng 置 zhì を兼 jiān ねるため高 gaō 価 jià になり、燃 rán 焼 shaō 制 zhì 御 yù も難 nán しい。燃 rán 料 liaò 噴 pēn 射 shè 系 xì がエンジンコストの半 bàn 分 fēn を占 zhān める。
高 gaō 圧 yā 縮 suō 比 bĭ であるため、吸 xī 排 paí 気 qì 系 xì の脈 mò 動 dòng も大 dà きく、こちらの振 zhèn 動 dòng や騒 saō 音 yīn も大 dà きい。船 chuán 舶 bó 用 yòng 、コジェネレーション 用 yòng では脈 mò 動 dòng を抑 yì えるためにアキュムレータ を備 beì えたものもある。
シリンダーヘッド 、シリンダーブロック 、ピストン 、コネクティングロッド 、クランクシャフト に高 gaō い強 qiáng 度 dù と剛 gāng 性 xìng が求 qiú められ重 zhòng 量 liàng が嵩 sōng む。
加 jiā 減 jiăn 速 sù や発 fā 進 jìn ・停 tíng 止 zhĭ を頻 pín 繁 fán に求 qiú められる車 chē 両 liăng 用 yòng 途 tú では、大 dà トルクに耐 naì えられる多 duō 段 duàn 変 biàn 速 sù 機 jī が必 bì 要 yaò となる。副 fù 変 biàn 速 sù 機 jī 込みで18段 duàn や24段 duàn にもなる変 biàn 速 sù 機 jī を手 shoŭ 動 dòng で操 caō 作 zuò するのは煩 fán 雑 zá すぎて現 xiàn 実 shí 的 de でないため、優 yoū 秀 xiù な自 zì 動 dòng 変 biàn 速 sù 機 jī が必 bì 要 yaò になり、さらにに重 zhòng く、高 gaō コスト化 huà する。
吸 xī 気 qì 管 guăn 負 fù 圧 yā を得 dé にくいため、乗 chéng 用 yòng 車 chē においてはブレーキブースター を別 bié の経 jīng 路 lù からとる必 bì 要 yaò がある。これもまた高 gaō コストの原 yuán 因 yīn となる。
寒 hán 冷 lěng 地 dì では燃 rán 料 liaò 中 zhōng のパラフィン が析 xī 出 chū して燃 rán 料 liaò フィルター で目 mù 詰 jié まりする場 cháng 合 hé がある。温 wēn 暖 nuăn な地 dì 域 yù の軽 qīng 油 yoú を入 rù れて寒 hán 冷 lěng 地 dì に移 yí 動 dòng して駐 zhù 車 chē していると、燃 rán 料 liaò が流 liú れなくなって始 shĭ 動 dòng しなくなるおそれがある[ 20] 。
ディーゼルエンジンの容 róng 積 jī あたりの低 dī 出 chū 力 lì を過 guò 給 geĭ 、ターボチャージャー、ターボコンパウンドなどで補 bŭ うと、点 diăn 火 huŏ 装 zhuāng 置 zhì の単 dān 純 chún さというメリットが相 xiāng 殺 shā され、高 gaō コストになる。
乗 chéng 用 yòng 車 chē 用 yòng ディーゼル機 jī 関 guān では振 zhèn 動 dòng 軽 qīng 減 jiăn のため小 xiaŏ 排 paí 気 qì 量 liàng ながら多 duō 気 qì 筒 tŏng 化 huà する傾 qīng 向 xiàng があり、気 qì 筒 tŏng 容 róng 積 jī の拡 kuò 大 dà で大 dà 型 xíng 化 huà できる利 lì 点 diăn を生 shēng かしにくく、高 gaō コストになる。
吸 xī 気 qì 系 xì 統 tŏng にスロットル弁 biàn を持 chí たず、アクセルペダル の操 caō 作 zuò が噴 pēn 射 shè ポンプの噴 pēn 射 shè 量 liàng のみを制 zhì 御 yù するディーゼルエンジンは、噴 pēn 射 shè ポンプのリンケージの不 bù 具 jù 合 hé や調 diaò 速 sù 機 jī の破 pò 損 sŭn などにより燃 rán 料 liaò 供 gōng 給 geĭ が過 guò 多 duō となった場 cháng 合 hé 、エンジン回 huí 転 zhuăn 数 shù が過 guò 回 huí 転 zhuăn となったまま、オペレーターの操 caō 作 zuò ではエンジン回 huí 転 zhuăn 数 shù を制 zhì 御 yù できなくなるディーゼルエンジンの暴 baò 走 zoŭ 事 shì 故 gù が発 fā 生 shēng することがある[ 21] 。ディーゼルエンジンの暴 baò 走 zoŭ は、ターボチャージャーの軸 zhoú 受 shoù 部 bù のオイル漏 loù れや過 guò 度 dù のブローバイの発 fā 生 shēng などで霧 wù 化 huà したエンジンオイルが吸 xī 気 qì 系 xì 統 tŏng に大 dà 量 liàng に混 hún 入 rù した場 cháng 合 hé [ 22] 、あるいは可 kě 燃 rán 性 xìng のガスが充 chōng 満 măn した空 kōng 間 jiān に稼 jià 動 dòng 状 zhuàng 態 taì のディーゼルエンジンが置 zhì かれた場 cháng 合 hé などの外 waì 的 de 要 yaò 因 yīn によっても発 fā 生 shēng しうる[ 22] 。
ガソリンエンジンは燃 rán 料 liaò 装 zhuāng 置 zhì の不 bù 具 jù 合 hé 、たとえばチョーク弁 biàn の誤 wù 作 zuò 動 dòng などで燃 rán 料 liaò の供 gōng 給 geĭ が吸 xī 入 rù 空 kōng 気 qì 量 liàng に対 duì して過 guò 多 duō となった場 cháng 合 hé は、点 diăn 火 huŏ プラグ が失 shī 火 huŏ してエンジンストール を起 qĭ こすか、著 zhù しくドライバビリティが低 dī 下 xià していく。ガソリンエンジンでもスロットル弁 biàn のリンケージの破 pò 損 sŭn により、エンジン回 huí 転 zhuăn 数 shù が過 guò 回 huí 転 zhuăn となったまま制 zhì 御 yù 不 bù 能 néng になる暴 baò 走 zoŭ が発 fā 生 shēng する可 kě 能 néng 性 xìng はあるが、この場 cháng 合 hé メインキースイッチやキルスイッチ を作 zuò 動 dòng させるか、カーバッテリー の配 peì 線 xiàn やプラグコード を切 qiē 断 duàn するなどして強 qiáng 制 zhì 的 de に点 diăn 火 huŏ 装 zhuāng 置 zhì や点 diăn 火 huŏ プラグへの給 geĭ 電 diàn を断 duàn つことで、オペレーターは暴 baò 走 zoŭ を容 róng 易 yì に停 tíng 止 zhĭ させることができる。機 jī 械 xiè 式 shì 燃 rán 料 liaò 噴 pēn 射 shè 装 zhuāng 置 zhì や機 jī 械 xiè 式 shì 燃 rán 料 liaò ポンプ付 fù きキャブレター 式 shì のガソリンエンジンで、ランオン を併 bìng 発 fā するという特 tè 殊 shū な状 zhuàng 況 kuàng でのみ、オペレーターの操 caō 作 zuò だけではエンジンを完 wán 全 quán 停 tíng 止 zhĭ できない事 shì 態 taì が発 fā 生 shēng しうるが、それでもスロットル弁 biàn を閉 bì じれば回 huí 転 zhuăn 数 shù は下 xià がり、更 gèng にマフラー の排 paí 気 qì 口 koŭ を塞 saī ぐことで容 róng 易 yì に暴 baò 走 zoŭ は止 zhĭ められる。
しかし、スロットル 弁 biàn (バタフライ・バルブ (英 yīng 語 yŭ 版 băn ) )を持 chí たず、圧 yā 縮 suō 圧 yā 力 lì のみで自 zì 己 jĭ 着 zhaó 火 huŏ するディーゼルエンジン、とりわけ噴 pēn 射 shè ポンプが機 jī 械 xiè 式 shì の場 cháng 合 hé 、吸 xī 入 rù 空 kōng 気 qì 量 liàng を制 zhì 限 xiàn する機 jī 構 goù が何 hé もないため、ひとたび暴 baò 走 zoŭ が発 fā 生 shēng してしまうとメインスイッチやアクセルペダルをいくら操 caō 作 zuò してもエンジンの過 guò 回 huí 転 zhuăn を停 tíng 止 zhĭ することができなくなってしまう[ 23] さらにはターボチャージャー付 fù きディーゼルエンジンの場 cháng 合 hé は、暴 baò 走 zoŭ が発 fā 生 shēng するとターボチャージャーも過 guò 回 huí 転 zhuăn 状 zhuàng 態 taì となるため、過 guò 給 geĭ 圧 yā のオーバーシュートも併 bìng 発 fā することでブローバイが燃 rán 焼 shaō 室 shì から大 dà 量 liàng にクランクケース 側 cè に吹 chuī き抜 bá け、そのブローバイがPCVバルブ やEGR を通 tōng じてインテーク側 cè に大 dà 量 liàng に吸 xī 引 yĭn されることにより、例 lì え噴 pēn 射 shè ポンプへの燃 rán 料 liaò 供 gōng 給 geĭ が絶 jué たれたとしても、多 duō 量 liàng のブローバイによりインテークに吹 chuī き抜 bá けるエンジンオイルのみでディーゼルエンジンの暴 baò 走 zoŭ が継 jì 続 xù する、ポジティブフィードバック 状 zhuàng 態 taì が成 chéng 立 lì してしまう場 cháng 合 hé すらある[ 22] 。
このようなディーゼルエンジンの暴 baò 走 zoŭ をエンジンブロー に至 zhì る前 qián に停 tíng 止 zhĭ させるには、燃 rán 料 liaò タンク から噴 pēn 射 shè ポンプへの燃 rán 料 liaò 供 gōng 給 geĭ を遮 zhē 断 duàn するのみでは不 bù 十 shí 分 fēn で、エアクリーナー ボックスや吸 xī 気 qì 口 koŭ に蓋 gaì や栓 shuān をはめ込んだり、二 èr 酸 suān 化 huà 炭 tàn 素 sù 消 xiaō 火 huŏ 器 qì を吸 xī 気 qì 口 koŭ に大 dà 量 liàng に吹 chuī き込むことで吸 xī 入 rù 空 kōng 気 qì (酸 suān 素 sù )を遮 zhē 断 duàn する[ 24] 、あるいは変 biàn 速 sù 機 jī をトップギアやオーバートップに入 rù れた状 zhuàng 態 taì でフットブレーキ やサイドブレーキ を目 mù 一 yī 杯 beī 掛 guà けた状 zhuàng 態 taì でクラッチ を一 yī 気 qì に繋 xì ぎ、クランクシャフトの回 huí 転 zhuăn を無 wú 理 lĭ 矢 shĭ 理 lĭ 停 tíng 止 zhĭ させエンスト を狙 jū うなどの方 fāng 法 fă を採 caĭ るしかない[ 25] 。自 zì 動 dòng 車 chē では走 zoŭ 行 xíng 中 zhōng にアクセルペダルを戻 lì してもエンジン回 huí 転 zhuăn の上 shàng 昇 shēng が止 zhĭ まらない、ディーゼルエンジン暴 baò 走 zoŭ の兆 zhaò 候 hoù が見 jiàn られた場 cháng 合 hé は、マニュアルトランスミッション では直 zhí ちにクラッチを切 qiē り、オートマチックトランスミッション 、セミオートマチックトランスミッション 、無 wú 段 duàn 変 biàn 速 sù 機 jī ではシフトレバー をニュートラルに入 rù れてドライブトレイン への動 dòng 力 lì 伝 yún 達 dá を絶 jué った上 shàng で、路 lù 肩 jiān に停 tíng 車 chē して上 shàng 記 jì の暴 baò 走 zoŭ 停 tíng 止 zhĭ の措 cuò 置 zhì を行 xíng う[ 26] 。アメリカ海 haĭ 軍 jūn では船 chuán 舶 bó 用 yòng ディーゼルエンジンで暴 baò 走 zoŭ が発 fā 生 shēng した場 cháng 合 hé には、燃 rán 料 liaò 供 gōng 給 geĭ 弁 biàn を閉 bì じた上 shàng でデコンプ を開 kaī いて停 tíng 止 zhĭ を図 tú るようにトレーニングマニュアルに記 jì 載 zaì している[ 27] 。
欧 oū 米 mĭ ではディーゼル機 jī 関 guān 車 chē や[ 28] 、デトロイトディーゼル など旧 jiù 式 shì のディーゼルターボエンジンをレストア した際 jì の試 shì 運 yùn 転 zhuăn 時 shí に度 dù 々こうした暴 baò 走 zoŭ 事 shì 故 gù が起 qĭ きており、キャタピラー は燃 rán 料 liaò 系 xì 統 tŏng を修 xiū 理 lĭ したディーゼルエンジンを初 chū めて始 shĭ 動 dòng する際 jì には、作 zuò 業 yè 助 zhù 手 shoŭ は燃 rán 料 liaò 系 xì 統 tŏng の修 xiū 理 lĭ ミスに伴 bàn う暴 baò 走 zoŭ に備 beì えて吸 xī 気 qì 口 koŭ に直 zhí ちに栓 shuān が出 chū 来 laí るように備 beì えておくことを推 tuī 奨 jiăng している[ 29] 。日 rì 本 běn でも2000年 nián 代 daì 初 chū 頭 toú に、三 sān 菱 líng 自 zì 動 dòng 車 chē 工 gōng 業 yè の三 sān 菱 líng ・デリカ や三 sān 菱 líng ・チャレンジャー にて噴 pēn 射 shè ポンプの製 zhì 造 zaò 工 gōng 程 chéng のミスに伴 bàn うディーゼルエンジン暴 baò 走 zoŭ 事 shì 故 gù が発 fā 生 shēng し、リコール に至 zhì っている例 lì がある[ 30] 。
可 kě 燃 rán 性 xìng ガスの充 chōng 満 măn が発 fā 生 shēng しやすい石 shí 油 yoú 化 huà 学 xué プラントや鉱 kuàng 山 shān では、ディーゼルエンジンの暴 baò 走 zoŭ 事 shì 故 gù が数 shù 多 duō く起 qĭ きており、アメリカ合 hé 衆 zhòng 国 guó 労 laó 働 dòng 省 shěng など海 haĭ 外 waì の労 laó 働 dòng 行 xíng 政 zhèng 機 jī 関 guān は、産 chăn 業 yè 用 yòng ディーゼルエンジンに対 duì して、万 wàn が一 yī 暴 baò 走 zoŭ が発 fā 生 shēng した際 jì に備 beì えて吸 xī 気 qì 系 xì 統 tŏng と燃 rán 料 liaò 供 gōng 給 geĭ 系 xì 統 tŏng の双 shuāng 方 fāng にシャットダウン・バルブ (英 yīng 語 yŭ 版 băn ) や安 ān 全 quán 遮 zhē 断 duàn 弁 biàn (英 yīng 語 yŭ 版 băn ) を備 beì え付 fù けるように義 yì 務 wù 付 fù けている[ 31] が、それでもすべてのディーゼルエンジンの暴 baò 走 zoŭ のフェイルセーフ の確 què 立 lì までには至 zhì っておらず、2005年 nián のテキサスシティ製 zhì 油 yoú 所 suŏ 爆 baò 発 fā 事 shì 故 gù でもその過 guò 程 chéng において自 zì 動 dòng 車 chē のディーゼルエンジンの暴 baò 走 zoŭ が関 guān 連 lián していたことが確 què 認 rèn されている。
フィルター直 zhí 前 qián に追 zhuī 加 jiā インジェクターを持 chí たない、燃 rán 焼 shaō 再 zaì 生 shēng 式 shì のDPF・DPR等 děng が装 zhuāng 着 zhaó されるディーゼルエンジンについては、軽 qīng 油 yoú によってエンジンオイルが希 xī 釈 shì されることとなるが、燃 rán 料 liaò を含 hán むエンジンオイルによって発 fā 生 shēng したブローバイガスが、EGR機 jī 構 goù によって吸 xī 気 qì 系 xì に戻 lì されることによっても、ディーゼルエンジンの暴 baò 走 zoŭ が発 fā 生 shēng する。
定 dìng 置 zhì 型 xíng の内 neì 燃 rán 力 lì 発 fā 電 diàn やポンプなどの原 yuán 動 dòng 機 jī 、舶 bó 用 yòng 動 dòng 力 lì 、トラック やバス といった大 dà 型 xíng の自 zì 動 dòng 車 chē や戦 zhàn 車 chē のような軍 jūn 用 yòng 車 chē 両 liăng 、建 jiàn 設 shè 機 jī 械 xiè ・農 nóng 業 yè 機 jī 械 xiè などの大 dà 型 xíng 特 tè 殊 shū 自 zì 動 dòng 車 chē [ 注 zhù 釈 shì 7] 、ディーゼル機 jī 関 guān 車 chē や気 qì 動 dòng 車 chē などの鉄 tiě 道 daò 車 chē 両 liăng に使 shĭ 用 yòng される。発 fā 電 diàn 、ポンプなどはディーゼルエンジンが主 zhŭ 流 liú であるが、LPGや天 tiān 然 rán ガスなど気 qì 体 tĭ 燃 rán 料 liaò を用 yòng いた電 diàn 気 qì 点 diăn 火 huŏ 式 shì ガスエンジン や、ガスタービンエンジン の場 cháng 合 hé がある。
大 dà 出 chū 力 lì を生 shēng み出 chū す大 dà 型 xíng 舶 bó 用 yòng エンジンと、そこから派 paì 生 shēng した定 dìng 置 zhì 発 fā 電 diàn 用 yòng エンジンは、ディーゼル機 jī 関 guān の独 dú 擅 shàn 場 cháng と言 yán える用 yòng 途 tú である。これらの分 fēn 野 yě は他 tā 用 yòng 途 tú では常 cháng に制 zhì 約 yuē ・問 wèn 題 tí となる機 jī 関 guān 本 běn 体 tĭ および補 bŭ 機 jī の重 zhòng 量 liàng ・容 róng 積 jī をある程 chéng 度 dù 度 dù 外 waì 視 shì でき、ディーゼル機 jī 関 guān の持 chí つ大 dà 型 xíng 化 huà に適 shì した性 xìng 質 zhí に合 hé 致 zhì した結 jié 果 guŏ と言 yán える。一 yī 方 fāng 、軍 jūn 艦 jiàn においては、水 shuĭ 上 shàng 戦 zhàn 闘 doù 艦 jiàn ではガスタービンエンジンと組 zŭ み合 hé わせての巡 xún 航 háng 用 yòng エンジンとして用 yòng いられることが多 duō いほか、潜 qián 水 shuĭ 艦 jiàn ではディーゼル・エレクトリック方 fāng 式 shì での推 tuī 進 jìn 器 qì の駆 qū 動 dòng および発 fā 電 diàn 機 jī の原 yuán 動 dòng 機 jī としての二 èr 次 cì 電 diàn 池 chí の充 chōng 電 diàn にも用 yòng いられる。
21世 shì 紀 jì 現 xiàn 在 zaì 、大 dà 型 xíng 船 chuán 舶 bó では主 zhŭ にC重 zhòng 油 yoú を使 shĭ 用 yòng する低 dī 速 sù ユニフロー掃 saŏ 気 qì 2ストロークディーゼル機 jī 関 guān が主 zhŭ 流 liú となっている。外 waì 航 háng 大 dà 型 xíng 船 chuán 舶 bó 用 yòng のエンジン自 zì 体 tĭ の大 dà きさは、大 dà きな物 wù の一 yī 例 lì として長 cháng さ約 yuē 24メートル、高 gaō さ約 yuē 15メートル、重 zhòng 量 liàng が2000トン程 chéng 度 dù 、直 zhí 列 liè 11気 qì 筒 tŏng で総 zŏng 排 paí 気 qì 量 liàng 約 yuē 2万 wàn 2千 qiān リットル、出 chū 力 lì 約 yuē 8.5万 wàn 馬 mă 力 lì (MAN B&W 11K98ME型 xíng )というものであり、耐 naì 用 yòng 年 nián 数 shù は20年 nián 程 chéng 度 dù である。頭 toú 上 shàng 排 paí 気 qì 弁 biàn と強 qiáng 力 lì な過 guò 給 geĭ 器 qì を組 zŭ み合 hé わせ、燃 rán 費 feì 上 shàng の要 yaò 請 qĭng [ 32] と必 bì 要 yaò なトルクからピストン径 jìng が1メートル弱 ruò に対 duì しストロークは2.8メートル程 chéng 度 dù と、超 chaō ロングストロークである。このサイズで物 wù 理 lĭ 的 de なピストンスピードを現 xiàn 状 zhuàng 以 yĭ 上 shàng にするにはあまりに巨 jù 大 dà すぎるため、クランクシャフトの定 dìng 格 gé 回 huí 転 zhuăn 数 shù は毎 meĭ 分 fēn 60–100回 huí 転 zhuăn 程 chéng 度 dù と低 dī 速 sù になるが、その結 jié 果 guŏ 、理 lĭ 論 lùn 上 shàng のディーゼルサイクルに近 jìn い特 tè 性 xìng を現 xiàn 実 shí 化 huà できている。実 shí 際 jì に熱 rè 効 xiaò 率 lw は50 %を超 chaō え、55 %に迫 pò る水 shuĭ 準 zhŭn に到 daò 達 dá する事 shì 例 lì もあり、単 dān 体 tĭ の実 shí 用 yòng 内 neì 燃 rán 機 jī 関 guān としては最 zuì 高 gaō 水 shuĭ 準 zhŭn の熱 rè 効 xiaò 率 lw を実 shí 現 xiàn している。また毎 meĭ 分 fēn 100回 huí 転 zhuăn 以 yĭ 下 xià の低 dī 速 sù は、船 chuán 舶 bó のスクリュー回 huí 転 zhuăn にそのまま適 shì 用 yòng できる速 sù 度 dù でもあり、強 qiáng 度 dù 面 miàn に制 zhì 約 yuē を抱 baò える減 jiăn 速 sù 歯 chĭ 車 chē 装 zhuāng 置 zhì を設 shè けることなく、クランクシャフトからの直 zhí 結 jié でスクリューを駆 qū 動 dòng できる。つまり実 shí 用 yòng 上 shàng の動 dòng 力 lì 伝 yún 達 dá 面 miàn でも損 sŭn 失 shī が少 shaŏ なくなる。
船 chuán 舶 bó 用 yòng 大 dà 型 xíng 2ストロークディーゼル機 jī 関 guān は、頭 toú 上 shàng 弁 biàn 方 fāng 式 shì であることに加 jiā え、必 bì 要 yaò なトルクを出 chū すためにピストンの直 zhí 径 jìng が大 dà きくなりがちである。またピストン直 zhí 径 jìng の大 dà きさと燃 rán 費 feì 向 xiàng 上 shàng の要 yaò 請 qĭng [ 32] ゆえにコネクティングロッド 部 bù 分 fēn がピストン・ロッドと連 lián 結 jié 棒 bàng に2分 fēn 割 gē されたクロスヘッド構 goù 造 zaò を取 qŭ らざるを得 dé ないため、エンジンは総 zŏng じて非 feī 常 cháng に背 beì が高 gaō い。
使 shĭ 用 yòng 燃 rán 料 liaò が格 gé 安 ān のC重 zhòng 油 yoú (舶 bó 用 yòng 燃 rán 料 liaò 油 yoú (PDF ) とも)であり、石 shí 油 yoú 精 jīng 製 zhì した後 hoù の残 cán 渣 zhā 油 yoú 由 yoú 来 laí の、粘 zhān 度 dù の高 gaō い低 dī 質 zhí 燃 rán 料 liaò であるため、極 jí めて燃 rán 焼 shaō 残 cán 渣 zhā が汚 wū く、シリンダー内 neì 部 bù の潤 rùn 滑 huá には燃 rán 料 liaò に含 hán まれる硫 liú 黄 huáng から生 shēng 成 chéng される硫 liú 酸 suān に対 duì 抗 kàng しうる船 chuán 舶 bó 用 yòng シリンダー油 yoú が必 bì 要 yaò である[ 32] 。船 chuán 舶 bó 用 yòng シリンダー油 yoú は油 yoú 痛 tòng みが激 jī しいため、通 tōng 常 cháng は使 shĭ い捨 shě てであり[ 33] 、その他 tā エンジン部 bù 分 fēn の潤 rùn 滑 huá を担 dàn うシステム油 yoú とは経 jīng 路 lù を独 dú 立 lì させている[ 33] 。
4ストローク中 zhōng 速 sù ディーゼル機 jī 関 guān (300–1,000 rpm)は、大 dà 型 xíng 漁 yú 船 chuán からフェリー、客 kè 船 chuán 、外 waì 航 háng 大 dà 型 xíng 船 chuán 舶 bó まで幅 fú 広 guăng く使 shĭ われている。A重 zhòng 油 yoú が燃 rán 料 liaò の、コンロッド でピストンとクランクとが結 jié ばれたトランクピストン機 jī 関 guān が主 zhŭ 流 liú で、一 yī 部 bù に残 cán 渣 zhā 油 yoú 由 yoú 来 laí のC重 zhòng 油 yoú やACブレンド油 yoú を使 shĭ 用 yòng できるものがある。熱 rè 効 xiaò 率 lw では2ストローク低 dī 速 sù ディーゼル機 jī 関 guān に及 jí ばないものの、出 chū 力 lì 当 dāng たりの重 zhòng 量 liàng や外 waì 形 xíng 寸 cùn 法 fă が小 xiaŏ さく機 jī 関 guān 配 peì 置 zhì の自 zì 由 yoú 度 dù が高 gaō いという利 lì 点 diăn が有 yoŭ り、それによる防 fáng 振 zhèn 、電 diàn 気 qì 推 tuī 進 jìn 化 huà の容 róng 易 yì なクルーズ船 chuán やフェリー 、RO-RO船 chuán のように構 goù 造 zaò 上 shàng 機 jī 関 guān 室 shì の高 gaō さを抑 yì えたい船 chuán で主 zhŭ 流 liú となっている。通 tōng 常 cháng 、可 kě 変 biàn ピッチプロペラか減 jiăn 速 sù 機 jī を介 jiè して使 shĭ われる。
高 gaō 速 sù 船 chuán 艇 tĭng やプレジャーボート 、小 xiaŏ 型 xíng 漁 yú 船 chuán などでは、A重 zhòng 油 yoú あるいは軽 qīng 油 yoú を燃 rán 料 liaò とする4ストローク高 gaō 速 sù ディーゼル機 jī 関 guān (1,000 rpm 以 yĭ 上 shàng )が使 shĭ われており、小 xiaŏ 型 xíng のものでは自 zì 動 dòng 車 chē 用 yòng と共 gòng 通 tōng のエンジンが使 shĭ われている場 cháng 合 hé も多 duō い。機 jī 関 guān と駆 qū 動 dòng 系 xì を小 xiaŏ 型 xíng 化 huà するために減 jiăn 速 sù 機 jī 付 fù きの構 goù 成 chéng になっている。
難 nán 点 diăn として、C重 zhòng 油 yoú が燃 rán 料 liaò の船 chuán 舶 bó 用 yòng ディーゼルエンジンは、燃 rán 料 liaò であるC重 zhòng 油 yoú を事 shì 前 qián 加 jiā 熱 rè によって流 liú 動 dòng 性 xìng を高 gaō める必 bì 要 yaò があり、これに関 guān わる補 bŭ 機 jī 類 leì が多 duō 数 shù 必 bì 要 yaò になること、さらに一 yī 度 dù エンジンを休 xiū 止 zhĭ させるとエンジン本 běn 体 tĭ と補 bŭ 機 jī 類 leì の再 zaì 始 shĭ 動 dòng に長 cháng 時 shí 間 jiān を要 yaò することから、船 chuán の停 tíng 泊 bó 中 zhōng もエンジンの低 dī 速 sù 回 huí 転 zhuăn を続 xù 行 xíng して各 gè 部 bù の保 baŏ 温 wēn と潤 rùn 滑 huá とを維 weí 持 chí し、かつ燃 rán 料 liaò 系 xì 統 tŏng の予 yŭ 熱 rè も同 tóng 様 yàng に維 weí 持 chí せねばならない点 diăn が挙 jŭ げられる。
1900年 nián 代 daì から小 xiaŏ 型 xíng 船 chuán に置 zhì ける試 shì 行 xíng 的 de 採 caĭ 用 yòng が始 shĭ まったが、外 waì 航 háng 船 chuán 舶 bó として本 běn 格 gé 的 de な成 chéng 功 gōng を収 shoū めた最 zuì 初 chū のディーゼル船 chuán は、1912年 nián にB&W(バーマイスター・ウント・ウェイン)の1,250 hp ・4ストロークエンジン2基 jī を搭 dā 載 zaì して建 jiàn 造 zaò されたデンマーク の5,000 t級 jí 貨 huò 物 wù 船 chuán 「セランディア 」(MS Selandia )である。この船 chuán は同 tóng クラスの蒸 zhēng 気 qì 機 jī 関 guān 搭 dā 載 zaì 船 chuán に比 bĭ して3分 fēn の1程 chéng 度 dù の燃 rán 料 liaò 消 xiaō 費 feì で航 háng 行 xíng できた(かつ、蒸 zhēng 気 qì 船 chuán のようなボイラー用 yòng の真 zhēn 水 shuĭ が不 bù 要 yaò であった)ことでその経 jīng 済 jì 性 xìng と航 háng 続 xù 距 jù 離 lí における優 yoū 位 weì 性 xìng を立 lì 証 zhèng し、実 shí 用 yòng 的 de 成 chéng 功 gōng を収 shoū めた。排 paí 煙 yān の量 liàng が蒸 zhēng 気 qì 船 chuán に比 bĭ べて遥 yaó かに少 shaŏ ないため、蒸 zhēng 気 qì 船 chuán のような太 taì い煙 yān 突 tū は実 shí 用 yòng 上 shàng 不 bù 要 yaò で、簡 jiăn 易 yì な排 paí 気 qì 管 guăn を備 beì えるだけで済 jì んだ(以 yĭ 後 hoù のディーゼル船 chuán では、主 zhŭ として美 meĭ 観 guān 上 shàng の見 jiàn 地 dì から旧 jiù 来 laí 同 tóng 様 yàng の煙 yān 突 tū を模 mó したファンネル を立 lì て、その中 zhōng に外 waì 見 jiàn より細 xì い排 paí 気 qì 管 guăn を通 tōng す事 shì 例 lì が多 duō く見 jiàn られる)。
その後 hoù の第 dì 一 yī 次 cì 世 shì 界 jiè 大 dà 戦 zhàn 初 chū 期 qī には、機 jī 関 guān 室 shì の密 mì 閉 bì が容 róng 易 yì でガソリン機 jī 関 guān よりも大 dà 型 xíng 化 huà に適 shì し、航 háng 続 xù 距 jù 離 lí を伸 shēn ばせることから、当 dāng 時 shí 急 jí 速 sù に実 shí 用 yòng 水 shuĭ 準 zhŭn に達 dá した潜 qián 水 shuĭ 艦 jiàn の主 zhŭ 動 dòng 力 lì に導 daŏ 入 rù された。第 dì 一 yī 次 cì 大 dà 戦 zhàn 後 hoù の1920年 nián 代 daì 以 yĭ 後 hoù は通 tōng 常 cháng の軍 jūn 艦 jiàn ・商 shāng 船 chuán にも本 běn 格 gé 的 de 普 pŭ 及 jí が始 shĭ まったが、舶 bó 用 yòng 動 dòng 力 lì の主 zhŭ 流 liú となるには時 shí 間 jiān がかかった。1950年 nián 頃 qĭng までの船 chuán 舶 bó 用 yòng 大 dà 型 xíng ディーゼルエンジンにはある程 chéng 度 dù の高 gaō 品 pĭn 質 zhí な重 zhòng 油 yoú が必 bì 要 yaò であり、また単 dān 体 tĭ では蒸 zhēng 気 qì タービンに比 bĭ 肩 jiān する大 dà 出 chū 力 lì 化 huà が進 jìn 展 zhăn せず、大 dà 出 chū 力 lì ・高 gaō 速 sù の確 què 保 baŏ には複 fù 数 shù エンジンを連 lián 動 dòng させて出 chū 力 lì 合 hé 成 chéng する複 fù 雑 zá 化 huà を強 qiáng いられた(例 lì として1934年 nián から1936年 nián までに就 jiù 役 yì したドイツの「ポケット戦 zhàn 艦 jiàn 」ことドイッチュラント級 jí 装 zhuāng 甲 jiă 艦 jiàn は12,000トン級 jí ディーゼル艦 jiàn で2軸 zhoú のスクリューを備 beì えていたが、49,000 hp級 jí の出 chū 力 lì 確 què 保 baŏ のためディーゼル機 jī 関 guān 8基 jī を搭 dā 載 zaì 、4基 jī ごとにスクリュー1軸 zhoú を駆 qū 動 dòng した)。このため、特 tè に大 dà 型 xíng 船 chuán 舶 bó の動 dòng 力 lì としては、石 shí 炭 tàn や粗 cū 悪 è 重 zhòng 油 yoú でも使 shĭ 用 yòng 可 kě 能 néng な蒸 zhēng 気 qì ボイラーで作 zuò 動 dòng し、なおかつ大 dà 出 chū 力 lì 化 huà の容 róng 易 yì な蒸 zhēng 気 qì タービンを駆 qū 逐 zhú するまでには至 zhì らなかった。
1920年 nián 代 daì 、舶 bó 用 yòng 大 dà 型 xíng ディーゼル機 jī 関 guān の分 fēn 野 yě では、4ストローク式 shì と2ストローク式 shì 、通 tōng 常 cháng 構 goù 造 zaò の燃 rán 焼 shaō 室 shì を持 chí つ単 dān 動 dòng 式 shì と、ピストン下 xià 部 bù とクランク室 shì との間 jiān のクロスヘッド部 bù に別 bié 途 tú 燃 rán 焼 shaō 室 shì を持 chí つ複 fù 動 dòng 式 shì がそれぞれ並 bìng 行 xíng して市 shì 場 cháng に投 toú 入 rù され、出 chū 力 lì 増 zēng 大 dà を図 tú っていた。この過 guò 程 chéng で燃 rán 料 liaò 噴 pēn 射 shè は圧 yā 縮 suō 空 kōng 気 qì 式 shì から、より小 xiaŏ 型 xíng のエンジン同 tóng 様 yàng の無 wú 気 qì 噴 pēn 射 shè 式 shì へと進 jìn 化 huà した。
1930年 nián 代 daì 初 chū 頭 toú 以 yĭ 降 jiàng 、舶 bó 用 yòng 大 dà 型 xíng ディーゼル機 jī 関 guān の国 guó 際 jì 市 shì 場 cháng を技 jì 術 shù 的 de にリードしていたB&W、スルザー、MANの3社 shè は、燃 rán 焼 shaō 頻 pín 度 dù を多 duō くでき高 gaō 出 chū 力 lì 化 huà に適 shì する、クロスヘッド付 fù の2ストローク複 fù 動 dòng 式 shì へ傾 qīng 倒 daŏ するようになるが、この方 fāng 式 shì は複 fù 雑 zá 性 xìng と熱 rè 負 fù 荷 hé の面 miàn で課 kè 題 tí を抱 baò えていた。このため、第 dì 二 èr 次 cì 世 shì 界 jiè 大 dà 戦 zhàn 後 hoù にはクロスヘッドと2ストローク方 fāng 式 shì は維 weí 持 chí されたが、複 fù 雑 zá な複 fù 動 dòng 式 shì 燃 rán 焼 shaō 室 shì が衰 shuaī 退 tuì し、単 dān 動 dòng 式 shì が主 zhŭ 流 liú となった。この時 shí 期 qī 、大 dà 日 rì 本 běn 帝 dì 國 guó 海 haĭ 軍 jūn においては艦 jiàn 政 zhèng 本 běn 部 bù が各 gè 種 zhŏng 船 chuán 舶 bó 用 yòng ディーゼルエンジンの開 kaī 発 fā を主 zhŭ 導 daŏ し、潜 qián 水 shuĭ 艦 jiàn においては当 dāng 初 chū は水 shuĭ 上 shàng 速 sù 力 lì を重 zhòng 視 shì する目 mù 的 de で2ストロークディーゼル機 jī 関 guān が多 duō 用 yòng された。戦 zhàn 前 qián の伊 yī 号 haò 潜 qián 水 shuĭ 艦 jiàn は複 fù 動 dòng 化 huà された2ストロークディーゼル機 jī 関 guān で水 shuĭ 上 shàng 20ノットを超 chaō える高 gaō 速 sù 力 lì を誇 kuā っていたが、第 dì 二 èr 次 cì 世 shì 界 jiè 大 dà 戦 zhàn が始 shĭ まると急 jí 速 sù に4ストローク単 dān 動 dòng 式 shì へと移 yí 行 xíng し、水 shuĭ 上 shàng 速 sù 力 lì も10ノット中 zhōng 盤 pán と急 jí 速 sù に低 dī 下 xià した。2ストローク複 fù 動 dòng ディーゼル機 jī 関 guān は大 dà 出 chū 力 lì が可 kě 能 néng ではあるが、騒 saō 音 yīn が大 dà きく、排 paí 気 qì 圧 yā 力 lì が低 dī いため排 paí 気 qì 管 guăn が水 shuĭ 中 zhōng に没 meí している潜 qián 水 shuĭ 中 zhōng はシリンダーが浸 jìn 水 shuĭ する危 weī 険 xiăn 性 xìng が高 gaō く、主 zhŭ 機 jī のディーゼルエンジンの駆 qū 動 dòng が行 xíng えなかった。これはすなわちシュノーケル を用 yòng いた主 zhŭ 機 jī 関 guān での水 shuĭ 中 zhōng 連 lián 続 xù 航 háng 行 xíng に不 bù 向 xiàng きで、水 shuĭ 中 zhōng での移 yí 動 dòng は事 shì 実 shí 上 shàng 、電 diàn 動 dòng 機 jī のみに頼 laì らざるを得 dé ないことを意 yì 味 weì していた。そのため、大 dà 幅 fú な性 xìng 能 néng 低 dī 下 xià は覚 jué 悟 wù の上 shàng で4ストロークへの移 yí 行 xíng が行 xíng われたのである。4ストロークへの移 yí 行 xíng により出 chū 力 lì は低 dī 下 xià したが、騒 saō 音 yīn は抑 yì えられ燃 rán 費 feì も大 dà 幅 fú に向 xiàng 上 shàng 、第 dì 二 èr 次 cì 世 shì 界 jiè 大 dà 戦 zhàn 末 mò 期 qī の伊 yī 四 sì 百 baĭ 型 xíng 潜 qián 水 shuĭ 艦 jiàn では水 shuĭ 上 shàng 航 háng 続 xù 距 jù 離 lí が37,500海 haĭ 里 lĭ (約 yuē 7万 wàn キロ、世 shì 界 jiè 一 yī 周 zhoū の約 yuē 1.5倍 beì )にも達 dá するものとなった[ 34] 。
1940年 nián 代 daì 後 hoù 期 qī 、液 yè 体 tĭ 燃 rán 料 liaò としては最 zuì も廉 lián 価 jià だが低 dī 質 zhí な残 cán 渣 zhā 油 yoú を低 dī 速 sù ディーゼルエンジンで用 yòng いる試 shì みが進 jìn められ、在 zaì 来 laí ディーゼル機 jī 関 guān での高 gaō 品 pĭn 質 zhí 燃 rán 料 liaò への混 hún 合 hé 試 shì 用 yòng のほか、事 shì 前 qián 加 jiā 熱 rè 濾 lw 過 guò 装 zhuāng 置 zhì による流 liú 動 dòng 性 xìng 改 gaĭ 善 shàn 、ロングストローク化 huà を徹 chè 底 dĭ したクロスヘッド式 shì 単 dān 動 dòng 型 xíng 構 goù 造 zaò によるシリンダー壁 bì 潤 rùn 滑 huá の保 baŏ 護 hù で、残 cán 渣 zhā 油 yoú のみを燃 rán 料 liaò とできるエンジンが実 shí 用 yòng 化 huà されるようになった。
蒸 zhēng 気 qì タービンを代 daì 替 tì するためのディーゼル機 jī 関 guān 大 dà 出 chū 力 lì 化 huà 過 guò 程 chéng で、低 dī 速 sù ディーゼル機 jī 関 guān の特 tè 性 xìng を生 shēng かした排 paí 気 qì タービンによる静 jìng 圧 yā 過 guò 給 geĭ が1950年 nián 代 daì 前 qián 半 bàn から実 shí 用 yòng 化 huà された。その最 zuì 初 chū は1952年 nián にB&Wがタンカー「ドルテ・マースク」(10,630 GRT )用 yòng に製 zhì 作 zuò した6,500 HP機 jī 関 guān である。競 jìng 合 hé 各 gè 社 shè も1953–55年 nián までに静 jìng 圧 yā 過 guò 給 geĭ 方 fāng 式 shì 導 daŏ 入 rù に進 jìn んだ。以 yĭ 後 hoù 、舶 bó 用 yòng ディーゼルの大 dà 型 xíng 化 huà ・大 dà 出 chū 力 lì 化 huà と高 gaō 効 xiaò 率 lw 化 huà が進 jìn 行 xíng し、舶 bó 用 yòng 機 jī 関 guān としての経 jīng 済 jì 優 yoū 位 weì 性 xìng は圧 yā 倒 daŏ 的 de なものとなった。ただし1970年 nián 頃 qĭng までは、国 guó 際 jì 的 de な石 shí 油 yoú 需 xū 要 yaò 増 zēng 大 dà に応 yīng じて超 chaō 大 dà 型 xíng 化 huà が進 jìn むタンカーの巨 jù 大 dà 動 dòng 力 lì に蒸 zhēng 気 qì タービン機 jī 関 guān しか用 yòng 意 yì できなかったため、ディーゼル機 jī 関 guān の出 chū 力 lì ベースのシェアが一 yī 時 shí 低 dī 下 xià した時 shí 期 qī もあった。しかし1973年 nián の石 shí 油 yoú 危 weī 機 jī が到 daò 来 laí すると、運 yùn 行 xíng コストの低 dī 減 jiăn が至 zhì 上 shàng 命 mìng 令 lìng となり、タンカーでも際 jì 限 xiàn なく大 dà 型 xíng 化 huà する機 jī 運 yùn は失 shī われた。ほぼ全 quán ての商 shāng 船 chuán は30万 wàn トン以 yĭ 下 xià で十 shí 分 fēn とされ、ほとんどディーゼル動 dòng 力 lì 化 huà された。
第 dì 二 èr 次 cì 大 dà 戦 zhàn 後 hoù の石 shí 油 yoú 精 jīng 製 zhì 技 jì 術 shù の向 xiàng 上 shàng に伴 bàn い、原 yuán 油 yoú からは従 cóng 来 laí より多 duō くの高 gaō 品 pĭn 質 zhí 成 chéng 分 fēn を取 qŭ り出 chū すことができるようになった反 făn 面 miàn 、高 gaō 度 dù な精 jīng 製 zhì 後 hoù に残 cán る残 cán 渣 zhā 油 yoú の品 pĭn 質 zhí は年 nián 々低 dī 下 xià し、残 cán 渣 zhā 油 yoú 由 yoú 来 laí のC重 zhòng 油 yoú に含 hán まれる硫 liú 黄 huáng 等 děng の有 yoŭ 害 haì 不 bù 純 chún 物 wù の含 hán 有 yoŭ 量 liàng は高 gaō くなっていった。この燃 rán 料 liaò 粗 cū 悪 è 化 huà 進 jìn 行 xíng にも大 dà 型 xíng 舶 bó 用 yòng ディーゼル機 jī 関 guān は時 shí 代 daì ごとの技 jì 術 shù 改 gaĭ 良 liáng で耐 naì えてきたが、1990年 nián 代 daì 以 yĭ 降 jiàng 、残 cán 渣 zhā 油 yoú 由 yoú 来 laí 燃 rán 料 liaò に起 qĭ 因 yīn する硫 liú 黄 huáng 酸 suān 化 huà 物 wù や、燃 rán 焼 shaō 過 guò 程 chéng で生 shēng 成 chéng が避 bì けられない窒 zhì 素 sù 酸 suān 化 huà 物 wù や粒 lì 子 zĭ 状 zhuàng 物 wù 質 zhí などが入 rù り混 hún じる、船 chuán 舶 bó からの排 paí 気 qì ガスによる地 dì 球 qiú 環 huán 境 jìng 汚 wū 染 răn が取 qŭ り沙 shā 汰 taì されるようになり、新 xīn たな課 kè 題 tí となっている。
レーシングカーアウディ・R10 TDI に搭 dā 載 zaì された5.5 L V型 xíng 12気 qì 筒 tŏng ディーゼルエンジン
世 shì 界 jiè 中 zhōng で大 dà 型 xíng の自 zì 動 dòng 車 chē (トラック およびバス 、特 tè 装 zhuāng 車 chē ・特 tè 種 zhŏng 車 chē )や建 jiàn 設 shè 機 jī 械 xiè に用 yòng いられている。さらに日 rì 本 běn においては税 shuì 制 zhì によりディーゼル燃 rán 料 liaò である軽 qīng 油 yoú がガソリンよりも安 ān 価 jià なため[ 注 zhù 釈 shì 8] 経 jīng 済 jì 性 xìng を優 yoū 先 xiān する商 shāng 用 yòng 車 chē はディーゼル比 bĭ 率 lw が高 gaō い。
乗 chéng 用 yòng 車 chē 用 yòng のディーゼルは国 guó によって人 rén 気 qì の差 chaī が激 jī しく、欧 oū 州 zhoū では、小 xiaŏ 型 xíng の乗 chéng 用 yòng 車 chē でも新 xīn 車 chē 販 fàn 売 maì 台 taí 数 shù の約 yuē 43 %がディーゼル車 chē (2006年 nián )で、一 yī 時 shí は50 %を超 chaō えた。一 yī 方 fāng で米 mĭ 国 guó では、乗 chéng 用 yòng 車 chē 市 shì 場 cháng におけるディーゼル車 chē のシェアはわずか0.5 %(2005年 nián )しかなく、日 rì 本 běn でもマツダ を除 chú き人 rén 気 qì は無 wú い。
2000年 nián ごろには9–16リットル級 jí の中 zhōng 型 xíng エンジンでは直 zhí 列 liè 6気 qì 筒 tŏng とインタークーラー・ターボ過 guò 給 geĭ が採 caĭ 用 yòng されて500 PS 程 chéng 度 dù の出 chū 力 lì であり、16–30 Lの大 dà 型 xíng では自 zì 然 rán 吸 xī 気 qì V形 xíng 8気 qì 筒 tŏng 以 yĭ 上 shàng の配 peì 列 liè が採 caĭ 用 yòng されていた。高 gaō 速 sù 定 dìng 速 sù 走 zoŭ 行 xíng の頻 pín 度 dù が高 gaō い高 gaō 速 sù バス や輸 shū 送 sòng 用 yòng トラックには中 zhōng 型 xíng ターボチャージャー が適 shì し、滑 huá りやすい道 daò (いわゆる低 dī μ路 lù )や走 zoŭ 行 xíng 抵 dĭ 抗 kàng の大 dà きい悪 è 路 lù での微 weī ・低 dī 速 sù 走 zoŭ 行 xíng の機 jī 会 huì の多 duō いダンプトラックには、レスポンスに優 yoū れ扱 xī いやすい大 dà 型 xíng のV型 xíng 8気 qì 筒 tŏng ノンターボ エンジンが好 haŏ まれてきたからである。
しかし、次 cì 第 dì に厳 yán しくなる排 paí ガス規 guī 制 zhì の前 qián に、各 gè 社 shè とも2010年 nián までに排 paí 気 qì 量 liàng を11–13リットル程 chéng 度 dù まで落 luò とし、排 paí 気 qì ガスの後 hoù 処 chŭ 理 lĭ 装 zhuāng 置 zhì と親 qīn 和 hé 性 xìng が高 gaō い直 zhí 列 liè 6気 qì 筒 tŏng エンジンに生 shēng 産 chăn を絞 jiaŏ り込んだため、排 paí 気 qì 量 liàng の大 dà きなV型 xíng 自 zì 然 rán 吸 xī 気 qì ディーゼルは姿 zī を消 xiaō した。自 zì 動 dòng 車 chē 用 yòng 4ストロークエンジンでは過 guò 給 geĭ 機 jī による高 gaō 圧 yā 化 huà が進 jìn み、すでに筒 tŏng 内 neì 最 zuì 高 gaō 圧 yā 力 lì (Pmax) の上 shàng 昇 shēng 限 xiàn 界 jiè のために圧 yā 縮 suō 比 bĭ は低 dī 下 xià 傾 qīng 向 xiàng にある。
排 paí 気 qì 量 liàng 2–5リットル程 chéng 度 dù の小 xiaŏ 型 xíng ディーゼルエンジンの多 duō くは乗 chéng 用 yòng 車 chē 用 yòng なので、静 jìng 粛 sù 性 xìng や排 paí ガス対 duì 策 cè を中 zhōng 大 dà 型 xíng エンジンよりも強 qiáng く求 qiú められ、コモンレールによる直 zhí 接 jiē 噴 pēn 射 shè 式 shì となっている。
欧 oū 州 zhoū に比 bĭ べ日 rì 本 běn では、CO2 の削 xuē 減 jiăn メリットよりNOx やPMに対 duì する法 fă 規 guī 制 zhì が優 yoū 先 xiān されたため、2000年 nián 頃 qĭng から小 xiaŏ 型 xíng ディーゼルエンジン搭 dā 載 zaì の乗 chéng 用 yòng 車 chē は減 jiăn 少 shaŏ した[ 5] 。しかしポスト新 xīn 長 cháng 期 qī 規 guī 制 zhì と呼 hū ばれる厳 yán しい基 jī 準 zhŭn 群 qún に対 duì 応 yīng するクリーンディーゼル乗 chéng 用 yòng 車 chē が2010年 nián 以 yĭ 降 jiàng に発 fā 売 maì され、再 zaì び徐 xú 々に増 zēng 加 jiā していたが、フォルクスワーゲンの排 paí 出 chū ガス規 guī 制 zhì 不 bù 正 zhèng 問 wèn 題 tí 発 fā 覚 jué 以 yĭ 降 jiàng ディーゼル乗 chéng 用 yòng 車 chē は(特 tè に欧 oū 州 zhoū の)規 guī 制 zhì 当 dāng 局 jú やメーカー、何 hé よりユーザーの三 sān 方 fāng から見 jiàn 放 fàng されつつある。
装 zhuāng 軌 guĭ 車 chē 両 liăng においては、単 dān なる過 guò 給 geĭ 機 jī との組 zŭ み合 hé わせでなく、タービン機 jī 関 guān との複 fù 合 hé 機 jī 関 guān (ターボコンパウンド 機 jī 関 guān )とされる例 lì (ルクレール )がある。
競 jìng 技 jì の世 shì 界 jiè では、低 dī 速 sù のトルクの豊 fēng かさから、ラリーレイド で重 zhòng 宝 baŏ される。サーキットレースでは1990〜2010年 nián 代 daì 頃 qĭng の市 shì 販 fàn 車 chē 市 shì 場 cháng のクリーンディーゼルの流 liú 行 xíng に合 hé わせて多 duō 数 shù 投 toú 入 rù され、世 shì 界 jiè 選 xuăn 手 shoŭ 権 quán や国 guó 際 jì レースを制 zhì 覇 bà することもあったが、現 xiàn 在 zaì ではブームは去 qù っている。
インド では古 gŭ くからディーゼル二 èr 輪 lún 車 chē が生 shēng 産 chăn 、販 fàn 売 maì されていた(例 lì :富 fù 士 shì 重 zhòng 工 gōng 業 yè (現 xiàn ・SUBARU)製 zhì の汎 fàn 用 yòng 型 xíng 小 xiaŏ 型 xíng 空 kōng 冷 lěng 単 dān 気 qì 筒 tŏng ディーゼルエンジン を搭 dā 載 zaì したエンフィールド=ロビン・D-R400D )。
近 jìn 年 nián 、イギリス陸 lù 軍 jūn がカワサキ 製 zhì オフロードバイク にディーゼルエンジンを搭 dā 載 zaì し運 yùn 用 yòng 開 kaī 始 shĭ した。これにより陸 lù 軍 jūn 車 chē 両 liăng 燃 rán 料 liaò の軽 qīng 油 yoú への統 tŏng 一 yī 化 huà を完 wán 了 liaŏ した。同 tóng 様 yàng の車 chē 輛 liàng が、HDT M1030-M2 JP8(680 cc )として市 shì 販 fàn されている。
2002〜2008年 nián 生 shēng 産 chăn のカワサキ・ミュール3010。953cc 4ストローク OHV 水 shuĭ 冷 lěng 直 zhí 列 liè 3気 qì 筒 tŏng 自 zì 然 rán 吸 xī 気 qì ディーゼルエンジンを搭 dā 載 zaì した。
公 gōng 道 daò を走 zoŭ らない、オートバイから派 paì 生 shēng したオフロード車 chē のATV(全 quán 地 dì 形 xíng 対 duì 応 yīng 車 chē )/やUTV(サイド・バイ・サイド)でもディーゼルエンジンが用 yòng いられることがある。
特 tè に業 yè 務 wù 用 yòng (ユーティリティ型 xíng )のATV/UTVにおいては、低 dī 燃 rán 費 feì による原 yuán 価 jià 低 dī 減 jiăn 、急 jí 加 jiā 速 sù を必 bì 要 yaò としない、騒 saō 音 yīn が問 wèn 題 tí 視 shì されないなどの観 guān 点 diăn からディーゼルエンジンが搭 dā 載 zaì されることがしばしある[ 36] 。
パッカード 製 zhì の星 xīng 形 xíng 9気 qì 筒 tŏng
Diamond DA42に搭 dā 載 zaì されたCenturion 1.7
パリ航 háng 空 kōng ショー に展 zhăn 示 shì されるHIPE-AE440(2017年 nián )
飛 feī 行 xíng 船 chuán においては1920年 nián 代 daì から1930年 nián 代 daì に開 kaī 発 fā されたLZ129ヒンデンブルク やLZ130 は、逆 nì 回 huí 転 zhuăn 可 kě 能 néng なディーゼルエンジン(ダイムラー・ベンツ DB 602 )により、プロペラ を駆 qū 動 dòng していた。カムシャフト上 shàng のギアを変 biàn えることにより回 huí 転 zhuăn 方 fāng 向 xiàng を変 biàn えることができる。全 quán 出 chū 力 lì からエンジン停 tíng 止 zhĭ 、逆 nì 回 huí 転 zhuăn させて全 quán 出 chū 力 lì までの時 shí 間 jiān は60秒 miaŏ 以 yĭ 下 xià であった。これはまさに船 chuán 舶 bó 用 yòng エンジンと同 tóng じ機 jī 能 néng である。
1929年 nián に完 wán 成 chéng したR101 飛 feī 行 xíng 船 chuán には直 zhí 列 liè 8気 qì 筒 tŏng のビアドモア製 zhì トルネードエンジンが5基 jī 搭 dā 載 zaì された。鉄 tiě 道 daò 用 yòng の4気 qì 筒 tŏng エンジンを2つ組 zŭ み合 hé わせて高 gaō 出 chū 力 lì 、軽 qīng 量 liàng 化 huà したものであった。気 qì 温 wēn の高 gaō くなるインド航 háng 路 lù での利 lì 用 yòng が多 duō く見 jiàn 込まれたため、引 yĭn 火 huŏ 点 diăn の低 dī いガソリンでの火 huŏ 災 zaī 事 shì 故 gù の懸 xuán 念 niàn からディーゼルが選 xuăn 択 zé された。飛 feī 行 xíng 船 chuán は固 gù 定 dìng 翼 yì 航 háng 空 kōng 機 jī と異 yì なり、連 lián 続 xù 運 yùn 転 zhuăn を要 yaò 求 qiú されず、中 zhōng 速 sù クラスの可 kě 逆 nì 回 huí 転 zhuăn ディーゼル機 jī 関 guān を流 liú 用 yòng できたが、1930年 nián 代 daì 末 mò 期 qī の硬 yìng 式 shì 飛 feī 行 xíng 船 chuán そのものの衰 shuaī 退 tuì で、それ以 yĭ 上 shàng の発 fā 展 zhăn を見 jiàn なかった。
固 gù 定 dìng 翼 yì 機 jī において、最 zuì 初 chū にディーゼルエンジンが試 shì されたのは1920年 nián 代 daì から1930年 nián 代 daì にかけてであり、1928年 nián 9月 yuè 18日 rì にパッカード 製 zhì の星 xīng 形 xíng ディーゼルエンジンを搭 dā 載 zaì したスチンソン デトロイター (機 jī 体 tĭ 番 fān 号 haò X7654)が初 chū 飛 feī 行 xíng に成 chéng 功 gōng している[ 37] 。パッカードのエンジンを搭 dā 載 zaì した機 jī 体 tĭ は発 fā 生 shēng する黒 heī 煙 yān 対 duì 策 cè として機 jī 体 tĭ 色 sè を黒 heī にしていたが、臭 choù いや黒 heī 煙 yān が不 bù 評 píng だった。
代 daì 表 biaŏ 的 de なものとしてはパッカードの空 kōng 冷 lěng 星 xīng 型 xíng エンジン (黒 heī 煙 yān 排 paí 出 chū や強 qiáng 度 dù 面 miàn の欠 qiàn 陥 xiàn により早 zaŏ 期 qī に市 shì 場 cháng から淘 taó 汰 taì された)や、対 duì 向 xiàng ピストン式 shì のユモ205 などがある。ソ連 lián では第 dì 二 èr 次 cì 世 shì 界 jiè 大 dà 戦 zhàn 中 zhōng チャロムスキー Ach-30ディーゼルエンジンがイェモラーエフ Yer-2 やペトリャコフ Pe-8 などの爆 baò 撃 jī 機 jī に搭 dā 載 zaì された。
フランス ではブロック(Bloch) がMB.203 爆 baò 撃 jī 機 jī にクレルジェ(英 yīng 語 yŭ 版 băn ) 製 zhì の星 xīng 型 xíng ディーゼルエンジンを搭 dā 載 zaì した。ロイヤル・エアクラフト・エスタブリッシュメント では1932年 nián にロールスロイス・コンドル(英 yīng 語 yŭ 版 băn )エンジン を圧 yā 縮 suō 着 zhaó 火 huŏ 式 shì エンジンに改 gaĭ 造 zaò して、ホーカー・ホーズリー爆 baò 撃 jī 機 jī (英 yīng 語 yŭ 版 băn ) に搭 dā 載 zaì してテストした。
このように多 duō くのメーカーがエンジン開 kaī 発 fā を試 shì みたが、ディーゼルエンジンは耐 naì 久 jiŭ 性 xìng と燃 rán 費 feì は良 liáng 好 haŏ だがスロットルの反 făn 応 yīng が鈍 dùn い、酷 kù い排 paí 煙 yān と振 zhèn 動 dòng などの理 lĭ 由 yoú により、主 zhŭ 流 liú とはなり得 dé なかった。
大 dà 戦 zhàn 後 hoù のユニークな提 tí 案 àn としては複 fù 雑 zá なターボコンパウンド 機 jī 関 guān の燃 rán 焼 shaō にディーゼルを利 lì 用 yòng するネイピア ノーマッド があるが、これも実 shí 用 yòng 化 huà には至 zhì らなかった。またアリソン 250 などディーゼル燃 rán 料 liaò 対 duì 応 yīng を謳 oū ったターボプロップエンジンも存 cún 在 zaì するが、出 chū 力 lì が落 luò ちるため積 jī 極 jí 的 de に使 shĭ われることはなく緊 jĭn 急 jí 用 yòng としている。
航 háng 空 kōng 機 jī 用 yòng ガソリンエンジンの進 jìn 化 huà が頭 toú 打 dă ちになり、さらに2度 dù のオイルショックに加 jiā えて環 huán 境 jìng に悪 è 影 yĭng 響 xiăng を及 jí ぼす有 yoŭ 鉛 qiān の航 háng 空 kōng 用 yòng ガソリンへの規 guī 制 zhì が強 qiáng まったことから、従 cóng 来 laí の航 háng 空 kōng 機 jī 用 yòng レシプロエンジンの燃 rán 料 liaò の価 jià 格 gé が高 gaō 止 zhĭ まりした。そのためヨーロッパでは1980年 nián 代 daì 以 yĭ 降 jiàng 、ジェット燃 rán 料 liaò も利 lì 用 yòng 可 kě 能 néng かつ低 dī 出 chū 力 lì ではタービンエンジンよりも燃 rán 費 feì に優 yoū れる、小 xiaŏ 型 xíng プロペラ機 jī 向 xiàng け低 dī 燃 rán 費 feì ディーゼルへの関 guān 心 xīn が復 fù 活 huó した。1980年 nián にNASAのグレン研 yán 究 jiū センター ではコンチネンタル・モータース と共 gòng 同 tóng で3気 qì 筒 tŏng と6気 qì 筒 tŏng の星 xīng 形 xíng ディーゼルエンジンを発 fā 表 biaŏ するなどしている。大 dà きく、重 zhòng く、振 zhèn 動 dòng が大 dà きいという欠 qiàn 点 diăn を改 gaĭ 善 shàn するため、「エアロディーゼル」と呼 hū ばれる軽 qīng 量 liàng 化 huà されたエンジンの開 kaī 発 fā が試 shì みられている。一 yī 例 lì としてイギリスのDair[ 38] の2ストロークディーゼルが挙 jŭ げられる。これは重 zhòng たいシリンダヘッドを使 shĭ わず2つの対 duì 向 xiàng ピストン で一 yī つの燃 rán 焼 shaō 室 shì を形 xíng 成 chéng する対 duì 向 xiàng ピストン式 shì エンジンの現 xiàn 代 daì 版 băn である。しかし、-5 ℃ 以 yĭ 下 xià での始 shĭ 動 dòng が保 baŏ 証 zhèng されない、着 zhaó 火 huŏ と燃 rán 焼 shaō が安 ān 定 dìng しないので高 gaō 空 kōng で使 shĭ えない、など、この形 xíng 式 shì の性 xìng 能 néng や信 xìn 頼 laì 性 xìng は決 jué して高 gaō くない。ディーゼルの適 shì 用 yòng は低 dī 空 kōng で使 shĭ 用 yòng する飛 feī 行 xíng 船 chuán ・軽 qīng 飛 feī 行 xíng 機 jī ・ヘリコプターに限 xiàn られており、発 fā 展 zhăn 性 xìng は少 shaŏ ない。
2001年 nián ドイツのThielert(後 hoù にTechnify Motors )が、ディーゼルエンジンでは第 dì 二 èr 次 cì 世 shì 界 jiè 大 dà 戦 zhàn 後 hoù 初 chū めてJAA(合 hé 同 tóng 航 háng 空 kōng 当 dāng 局 jú 〈英 yīng 語 yŭ 版 băn 〉 )による認 rèn 証 zhèng を取 qŭ 得 dé した[ 39] [ 40] 。2002年 nián に認 rèn 証 zhèng を取 qŭ 得 dé したCenturion 1.7(TAE 125)エンジンとその後 hoù のCenturion2.0エンジンはそれぞれメルセデス・ベンツ・Aクラス に搭 dā 載 zaì されたOM668、OM640エンジンをベースにしており、ダイヤモンド・エアクラフト・インダストリーズ のDA40(英 yīng 語 yŭ 版 băn ) やDA42(英 yīng 語 yŭ 版 băn ) などの小 xiaŏ 型 xíng 機 jī に採 caĭ 用 yòng された。2010年 nián までに合 hé 計 jì 3000基 jī 以 yĭ 上 shàng が生 shēng 産 chăn されている。会 huì 社 shè は2008年 nián に倒 daŏ 産 chăn した後 hoù 管 guăn 財 caí 人 rén の元 yuán で再 zaì 建 jiàn が行 xíng われ、2013年 nián に中 zhōng 国 guó 航 háng 空 kōng 工 gōng 業 yè 集 jí 団 tuán 公 gōng 司 sī (AVIC)傘 săn 下 xià のコンチネンタル・モータース に買 maĭ 収 shoū された。
2010年 nián にはEADS によって制 zhì 御 yù されるディーゼルハイブリッド ヘリコプターのコンセプトが発 fā 表 biaŏ された[ 41] 。EcoMotors社 shè の対 duì 向 xiàng ピストンエンジンが採 caĭ 用 yòng されている。
2015年 nián からNASAによって電 diàn 動 dòng のVTOL 機 jī やドローン をディーゼル・エレクトリック方 fāng 式 shì とすることで、航 háng 続 xù 時 shí 間 jiān を延 yán ばす研 yán 究 jiū もおこなわれている[ 42] [ 43] 。
2015年 nián 11月 yuè 6日 rì にはエアバス・ヘリコプターズ がHIPE-AE440(V型 xíng 8気 qì 筒 tŏng 4.6リットル直 zhí 噴 pēn ターボ )を搭 dā 載 zaì した試 shì 験 yàn 機 jī H120 の飛 feī 行 xíng に成 chéng 功 gōng した[ 44] 。European Clean Sky initiativeの一 yī 環 huán として開 kaī 発 fā された。これにより、ヘリコプターで主 zhŭ 流 liú のターボシャフトエンジンであるチュルボメカ アリウス を搭 dā 載 zaì した同 tóng 型 xíng 機 jī よりも燃 rán 料 liaò の消 xiaō 費 feì が30 %低 dī 減 jiăn され、航 háng 続 xù 距 jù 離 lí が2倍 beì 近 jìn くになり、高 gaō 温 wēn 高 gaō 地 dì での運 yùn 用 yòng 性 xìng が向 xiàng 上 shàng するとされる[ 44] 。
現 xiàn 代 daì の航 háng 空 kōng 法 fă ではエンジンについてピストン とタービン に分 fēn けているが、ガソリンとディーゼルどちらを使 shĭ 用 yòng するかについては言 yán 及 jí しておらず、ディーゼルエンジン搭 dā 載 zaì 機 jī もピストンの資 zī 格 gé で操 caō 縦 zòng ・整 zhěng 備 beì できる。特 tè に日 rì 本 běn では航 háng 空 kōng 用 yòng ガソリン が給 geĭ 油 yoú できる飛 feī 行 xíng 場 cháng が減 jiăn 少 shaŏ し価 jià 格 gé が上 shàng 昇 shēng していることから[ 45] 、より安 ān 価 jià で給 geĭ 油 yoú できる場 cháng 所 suŏ が多 duō いJET-A1 に対 duì 応 yīng したディーゼルエンジンに交 jiaō 換 huàn する事 shì 業 yè 者 zhě もある[ 46] 。コンチネンタル・モータースでは換 huàn 装 zhuāng 用 yòng としてJET-A1対 duì 応 yīng のエンジンと交 jiaō 換 huàn 用 yòng キットのセット販 fàn 売 maì も行 xíng っている。またセスナでは172 にディーゼルエンジンを搭 dā 載 zaì したモデルを販 fàn 売 maì している[ 47] 。
大 dà 型 xíng 構 goù 造 zaò 物 wù や建 jiàn 築 zhú 物 wù の基 jī 礎 chŭ 杭 háng を打 dă 設 shè する杭 háng 打 dă ち機 jī の一 yī つとしてディーゼルハンマがあった[ 48] 。自 zì らの振 zhèn 動 dòng と自 zì 重 zhòng で鋼 gāng 管 guăn 杭 háng やコンクリート杭 háng を打 dă ち込むもの(打 dă 撃 jī 工 gōng 法 fă )で、機 jī 械 xiè の移 yí 動 dòng が容 róng 易 yì で効 xiaò 率 lw も良 liáng いメリットがあったが、騒 saō 音 yīn や排 paí 気 qì ガスの問 wèn 題 tí から日 rì 本 běn 国 guó 内 neì では使 shĭ 用 yòng されなくなった。
環 huán 境 jìng への影 yĭng 響 xiăng と対 duì 策 cè [ 編 biān 集 jí ]
ガソリンエンジンより熱 rè 効 xiaò 率 lw の高 gaō いディーゼルエンジンは、CO2 の発 fā 生 shēng 量 liàng では環 huán 境 jìng への負 fù 荷 hé が少 shaŏ なくて済 jì む。しかしPMやNOx の発 fā 生 shēng 量 liàng はガソリンエンジンより大 dà 量 liàng で問 wèn 題 tí を含 hán んでいる[ 5] 。
気 qì 体 tĭ だけを燃 rán やす予 yŭ 混 hún 合 hé 燃 rán 焼 shaō と異 yì なり、燃 rán 料 liaò を液 yè 滴 dī のまま燃 rán やす噴 pēn 霧 wù 燃 rán 焼 shaō の原 yuán 理 lĭ 上 shàng 、液 yè 滴 dī の燃 rán え残 cán りとして、PM や黒 heī 煙 yān を発 fā 生 shēng しやすいことが欠 qiàn 点 diăn である。またディーゼルエンジンはガソリンエンジンよりも高 gaō 温 wēn 高 gaō 圧 yā で、余 yú 分 fēn に空 kōng 気 qì を取 qŭ り込む内 neì 燃 rán 機 jī 関 guān なので、窒 zhì 素 sù 酸 suān 化 huà 物 wù (NOx ) の生 shēng 成 chéng 量 liàng も多 duō くなってしまう。
ディーゼル機 jī 関 guān の低 dī 負 fù 荷 hé 時 shí の空 kōng 燃 rán 比 bĭ は30:1から60:1もの希 xī 薄 bó に見 jiàn えるが、均 jūn 一 yī 予 yŭ 混 hún 合 hé 燃 rán 焼 shaō ではないので、低 dī 温 wēn 燃 rán 焼 shaō によるNOx低 dī 下 xià は無 wú い。むしろディーゼル機 jī 関 guān は液 yè 滴 dī 付 fù 近 jìn の空 kōng 気 qì だけを消 xiaō 費 feì する不 bù 均 jūn 一 yī な拡 kuò 散 sàn 燃 rán 焼 shaō のため、燃 rán 焼 shaō 温 wēn 度 dù が高 gaō いまま多 duō 量 liàng の余 yú 剰 shèng 空 kōng 気 qì を加 jiā 熱 rè し、行 xíng 程 chéng あたり高 gaō 負 fù 荷 hé 時 shí よりも大 dà 量 liàng のNOxを生 shēng 成 chéng する。
ディーゼル機 jī 関 guān は排 paí 気 qì も酸 suān 素 sù 過 guò 多 duō となるので、ガソリン機 jī 関 guān で多 duō 用 yòng されている排 paí 気 qì 浄 jìng 化 huà 用 yòng の三 sān 元 yuán 触 chù 媒 meí を使 shĭ えない。三 sān 元 yuán 触 chù 媒 meí は理 lĭ 論 lùn 空 kōng 燃 rán 比 bĭ で運 yùn 転 zhuăn する場 cháng 合 hé に炭 tàn 化 huà 水 shuĭ 素 sù (HC)・窒 zhì 素 sù 酸 suān 化 huà 物 wù (NOx)・一 yī 酸 suān 化 huà 炭 tàn 素 sù (CO) を同 tóng 時 shí に浄 jìng 化 huà できる。
但 dàn し新 xīn しい解 jiě 決 jué 、そこにそれ以 yĭ 上 shàng の開 kaī 発 fā 水 shuĭ 素 sù の内 neì 燃 rán 機 jī 関 guān 車 chē およびトラックのための商 shāng 業 yè 的 de に[ 49] [ 50] 。
ディーゼルエンジンの排 paí 気 qì ガスの発 fā がん性 xìng について、WHO の下 xià 部 bù 機 jī 関 guān である国 guó 際 jì がん研 yán 究 jiū 機 jī 関 guān (IARC)は長 cháng らく「グループ2Aの発 fā がん性 xìng 」=「人 rén に対 duì する発 fā がん性 xìng がおそらく(probably)ある」としてきたが、2012年 nián 6月 yuè 、アメリカ国 guó 立 lì がん研 yán 究 jiū 所 suŏ /国 guó 立 lì 労 laó 働 dòng 安 ān 全 quán 衛 weì 生 shēng 研 yán 究 jiū 所 suŏ の大 dà 規 guī 模 mó 疫 yì 学 xué 調 diaò 査 chá から、「グループ1」=「人 rén に対 duì する発 fā がん性 xìng がある」と格 gé 上 shàng げした[ 51] [ 52] 。
ディーゼル燃 rán 料 liaò に硫 liú 黄 huáng が残 cán 留 liú していると排 paí 気 qì に有 yoŭ 害 haì な硫 liú 黄 huáng 酸 suān 化 huà 物 wù (SOx ) が含 hán まれる。また硫 liú 黄 huáng は酸 suān 化 huà 力 lì が大 dà きいので排 paí 気 qì 浄 jìng 化 huà 用 yòng の酸 suān 化 huà 触 chù 媒 meí や還 huán 元 yuán 触 chù 媒 meí とも先 xiān に反 făn 応 yīng して無 wú 効 xiaò にしてしまう。そのため自 zì 動 dòng 車 chē 用 yòng エンジンへの対 duì 応 yīng はもっぱら燃 rán 料 liaò の脱 tuō 硫 liú に頼 laì っている。従 cóng 来 laí 、欧 oū 州 zhoū の軽 qīng 油 yoú が低 dī 硫 liú 黄 huáng 分 fēn の北 beĭ 海 haĭ 産 chăn 原 yuán 油 yoú から作 zuò られるのに対 duì し、日 rì 本 běn の軽 qīng 油 yoú は高 gaō 硫 liú 黄 huáng 分 fēn の中 zhōng 東 dōng 産 chăn 原 yuán 油 yoú から作 zuò られるため低 dī 硫 liú 黄 huáng 化 huà が難 nán しいと言 yán われていた。しかし日 rì 本 běn の脱 tuō 硫 liú に関 guān しても2004年 nián 末 mò 、自 zì 動 dòng 車 chē 排 paí 出 chū ガス規 guī 制 zhì に関 guān 連 lián する「自 zì 動 dòng 車 chē 燃 rán 料 liaò 品 pĭn 質 zhí 規 guī 制 zhì 値 zhí 」の変 biàn 更 gèng が行 xíng われ、軽 qīng 油 yoú に含 hán まれる硫 liú 黄 huáng の許 xŭ 容 róng 限 xiàn 界 jiè は、従 cóng 来 laí の0.01 %質 zhí 量 liàng 以 yĭ 下 xià から0.005 %質 zhí 量 liàng 以 yĭ 下 xià へと改 gaĭ められ、欧 oū 州 zhoū と同 tóng じ時 shí 期 qī に同 tóng じレベルに低 dī 減 jiăn している[ 53] 。硫 liú 黄 huáng 分 fēn には燃 rán 料 liaò ポンプに対 duì して潤 rùn 滑 huá 作 zuò 用 yòng があるため、脱 tuō 硫 liú 後 hoù の燃 rán 料 liaò 油 yoú には燃 rán 料 liaò ポンプ保 baŏ 護 hù のため潤 rùn 滑 huá 剤 jì が添 tiān 加 jiā される。
大 dà 型 xíng 舶 bó 用 yòng エンジンには3 %ほどの硫 liú 黄 huáng 分 fēn の多 duō い粗 cū 悪 è な燃 rán 料 liaò が使 shĭ われるため海 haĭ 水 shuĭ スクラバー装 zhuāng 置 zhì (排 paí ガス中 zhōng に含 hán まれるSOxを海 haĭ 水 shuĭ に吸 xī 収 shoū させる排 paí 煙 yān 脱 tuō 硫 liú 装 zhuāng 置 zhì )などの後 hoù 処 chŭ 理 lĭ で排 paí 気 qì からSOx を除 chú 去 qù しようとしている。湿 shī 式 shì スクラバーの後 hoù 段 duàn でNOx 低 dī 減 jiăn 触 chù 媒 meí も使 shĭ えるようになるが、排 paí 気 qì 温 wēn 度 dù が低 dī 下 xià しすぎているので難 nán しい。2012年 nián 現 xiàn 在 zaì 、欧 oū 州 zhoū で排 paí 気 qì 温 wēn を下 xià げすぎない乾 qián 式 shì スクラバーと#SCR の組 zŭ み合 hé わせが開 kaī 発 fā 中 zhōng である[ 54] 。
排 paí ガス中 zhōng のNOx と黒 heī 煙 yān とは、二 èr 律 lw 背 beì 反 făn の関 guān 係 xì にあり、しかも自 zì 動 dòng 車 chē の走 zoŭ 行 xíng 条 tiaó 件 jiàn は、どちらの状 zhuàng 態 taì もあるので2000年 nián 代 daì のPM、NOx 対 duì 策 cè では2つの後 hoù 処 chŭ 理 lĭ 装 zhuāng 置 zhì が必 bì 要 yaò になる。
高 gaō 圧 yā 噴 pēn 射 shè で少 shaŏ 量 liàng の燃 rán 料 liaò を完 wán 全 quán 燃 rán 焼 shaō させ黒 heī 煙 yān の発 fā 生 shēng を防 fáng ごうとしても、高 gaō 温 wēn 高 gaō 圧 yā 下 xià の窒 zhì 素 sù と酸 suān 素 sù (空 kōng 気 qì )により、NOx が生 shēng 成 chéng されてしまう。このため、低 dī 負 fù 荷 hé 時 shí にはEGRを増 zēng やし燃 rán 焼 shaō 温 wēn 度 dù を下 xià げてNOx を低 dī 下 xià させる。
EGRを増 zēng やすと完 wán 全 quán 燃 rán 焼 shaō しにくくなり黒 heī 煙 yān が増 zēng えるため、高 gaō 負 fù 荷 hé 時 shí にEGRは使 shĭ えない。またEGRをなくしても高 gaō 温 wēn 高 gaō 圧 yā 下 xià で燃 rán 料 liaò 噴 pēn 射 shè 量 liàng が増 zēng えると、不 bù 均 jūn 一 yī な燃 rán 料 liaò が早 zaŏ 期 qī に発 fā 火 huŏ して、PMが発 fā 生 shēng する。1990年 nián 代 daì にコモンレール方 fāng 式 shì で多 duō 段 duàn 噴 pēn 射 shè が使 shĭ えるようになると、欧 oū 州 zhoū 自 zì 動 dòng 車 chē メーカーは発 fā 生 shēng したPMを多 duō 段 duàn 噴 pēn 射 shè による後 hoù 燃 rán 焼 shaō で完 wán 全 quán 燃 rán 焼 shaō しようとした。しかしNOxには無 wú 効 xiaò だった。結 jié 局 jú 、PM対 duì 策 cè とNOx 対 duì 策 cè のために、別 bié 々の後 hoù 処 chŭ 理 lĭ 装 zhuāng 置 zhì が使 shĭ われた。
2012年 nián に発 fā 売 maì されたマツダSKYACTIV-D の低 dī 圧 yā 縮 suō 比 bĭ ディーゼルによって初 chū めて高 gaō 負 fù 荷 hé 時 shí のNOx が低 dī 減 jiăn され、NOx の後 hoù 処 chŭ 理 lĭ 装 zhuāng 置 zhì が不 bù 用 yòng になった。
大 dà 型 xíng 舶 bó 用 yòng エンジンには硫 liú 黄 huáng 分 fēn の多 duō いC重 zhòng 油 yoú が使 shĭ われるため、NOx 浄 jìng 化 huà 触 chù 媒 meí は容 róng 易 yì に使 shĭ えない。また粗 cū 悪 è な重 zhòng 油 yoú を着 zhaó 火 huŏ するため圧 yā 縮 suō 比 bĭ も低 dī 下 xià できない。派 paì 生 shēng 型 xíng の内 neì 燃 rán 発 fā 電 diàn では水 shuĭ 添 tiān 加 jiā 燃 rán 焼 shaō により燃 rán 焼 shaō 温 wēn 度 dù を下 xià げてNOx を低 dī 減 jiăn している。水 shuĭ の気 qì 化 huà 熱 rè で燃 rán 焼 shaō ガス温 wēn 度 dù は低 dī 下 xià し、水 shuĭ 蒸 zhēng 気 qì は作 zuò 用 yòng 気 qì 体 tĭ となる。熱 rè 効 xiaò 率 lw は2–3 %低 dī 下 xià するだけでNOx を50 %低 dī 下 xià する。さらに多 duō 層 céng 水 shuĭ 添 tiān 加 jiā という高 gaō 度 dù な技 jì を使 shĭ えば熱 rè 効 xiaò 率 lw を維 weí 持 chí して60 %のNOx 低 dī 減 jiăn が可 kě 能 néng とされる[ 55] 。
日 rì 米 mĭ 欧 oū の各 gè 地 dì では、ディーゼル自 zì 動 dòng 車 chē に対 duì する環 huán 境 jìng 規 guī 制 zhì が行 xíng われている。
国 guó 際 jì 海 haĭ 事 shì 機 jī 関 guān (IMO)は海 haĭ 洋 yáng 汚 wū 染 răn 防 fáng 止 zhĭ 条 tiaó 約 yuē 付 fù 属 shŭ 書 shū VI(MARPOL73/78 ANNEX VI)を1997年 nián に採 caĭ 択 zé し、批 pī 准 zhŭn 国 guó が定 dìng 数 shù に達 dá すると発 fā 効 xiaò するという手 shoŭ 順 shùn で、2000年 nián からSOx の規 guī 制 zhì を発 fā 効 xiaò し始 shĭ め、定 dìng 期 qī 的 de に規 guī 制 zhì を強 qiáng 化 huà する方 fāng 針 zhēn である。NOx については全 quán 海 haĭ 域 yù に適 shì 用 yòng される2005年 nián に発 fā 効 xiaò した第 dì 一 yī 次 cì 規 guī 制 zhì 、2011年 nián に発 fā 効 xiaò した第 dì 二 èr 次 cì 規 guī 制 zhì に続 xù き、2016年 nián にはECA(排 paí 出 chū 規 guī 制 zhì 海 haĭ 域 yù )だけに極 jí 端 duān に厳 yán しい第 dì 三 sān 次 cì 規 guī 制 zhì が掛 guà けられる予 yŭ 定 dìng である[ 54] 。
排 paí 気 qì ガス処 chŭ 理 lĭ 技 jì 術 shù は、できるだけ低 dī 温 wēn ・低 dī 圧 yā で燃 rán 焼 shaō させることでNOx の発 fā 生 shēng を少 shaŏ なく抑 yì え、酸 suān 化 huà 触 chù 媒 meí やDPFによりPM、CO、HCを処 chŭ 理 lĭ する方 fāng 法 fă と、できるだけ高 gaō 温 wēn で完 wán 全 quán 燃 rán 焼 shaō させることでCO、HCの生 shēng 成 chéng を抑 yì え、その結 jié 果 guŏ 増 zēng 加 jiā するNOx を窒 zhì 素 sù に還 huán 元 yuán するNOx 還 huán 元 yuán 触 chù 媒 meí の2つを併 bìng 用 yòng する方 fāng 法 fă が主 zhŭ 流 liú 。
NOx 還 huán 元 yuán 触 chù 媒 meí に従 cóng 来 laí 型 xíng の三 sān 元 yuán 触 chù 媒 meí から派 paì 生 shēng したものと、SCRと呼 hū ばれるものの2つがある。また常 cháng 時 shí 同 tóng じようにNOx を浄 jìng 化 huà する「尿 niaò 素 sù SCRシステム」と、リーン燃 rán 焼 shaō 中 zhōng にNOx を吸 xī 蔵 cáng し、リッチ燃 rán 焼 shaō 以 yĭ 降 jiàng に浄 jìng 化 huà 作 zuò 用 yòng を進 jìn める「吸 xī 蔵 cáng 触 chù 媒 meí 」の2つがあり、それぞれ組 zŭ み合 hé わせられる。
そのほか、燃 rán 料 liaò の改 gaĭ 質 zhí によりNOx を減 jiăn らす構 goù 想 xiăng があり、ジメチルエーテル 混 hún 入 rù 、水 shuĭ エマルジョン 燃 rán 料 liaò などの研 yán 究 jiū が舶 bó 用 yòng エンジンの分 fēn 野 yě を中 zhōng 心 xīn に進 jìn んでいるが、供 gōng 給 geĭ 体 tĭ 制 zhì の整 zhěng 備 beì や、使 shĭ 用 yòng 者 zhě が補 bŭ 給 geĭ を怠 daì った場 cháng 合 hé の対 duì 策 cè などの問 wèn 題 tí があり、実 shí 用 yòng 化 huà は進 jìn んでいない。
なお、NOx とPMの排 paí 出 chū 量 liàng は前 qián 述 shù の通 tōng り二 èr 律 lw 背 beì 反 făn であり、基 jī 本 běn 的 de に燃 rán 焼 shaō のセッティングによって多 duō く排 paí 出 chū される物 wù 質 zhí の処 chŭ 理 lĭ に適 shì した処 chŭ 理 lĭ 装 zhuāng 置 zhì を搭 dā 載 zaì する方 fāng 式 shì が基 jī 本 běn なのだが、使 shĭ 用 yòng 状 zhuàng 況 kuàng などによってはメーカーの意 yì 図 tú した通 tōng りの作 zuò 用 yòng をしなくなってしまうこともある(たとえば、尿 niaò 素 sù SCRシステムを採 caĭ 用 yòng した車 chē 両 liăng において、何 hé らかの理 lĭ 由 yoú で燃 rán 焼 shaō が低 dī 温 wēn もしくは低 dī 圧 yā になってしまい黒 heī 煙 yān を多 duō く排 paí 出 chū することがある。逆 nì に、DPFを装 zhuāng 備 beì した車 chē 種 zhŏng において、メーカーの想 xiăng 定 dìng 以 yĭ 上 shàng の低 dī 温 wēn ・低 dī 圧 yā などによりPMがDPFの処 chŭ 理 lĭ 能 néng 力 lì 以 yĭ 上 shàng に排 paí 出 chū され燃 rán 料 liaò が原 yuán 因 yīn ではないフィルターの目 mù 詰 jié まりを引 yĭn き起 qĭ こすことがある)。また、後 hoù 述 shù のようにDPFの強 qiáng 制 zhì 再 zaì 生 shēng は燃 rán 料 liaò の消 xiaō 費 feì が多 duō く(=燃 rán 費 feì が悪 è い)、尿 niaò 素 sù SCRシステムでも構 goù 造 zaò 上 shàng 燃 rán 費 feì の悪 è 化 huà は無 wú 視 shì できるほどに小 xiaŏ さくとも一 yī 方 fāng で尿 niaò 素 sù 水 shuĭ の消 xiaō 費 feì 量 liàng はそのシステムを搭 dā 載 zaì することの多 duō いトラック・バスにおいては莫 mò 大 dà なものとなる。これらの事 shì 態 taì を軽 qīng 減 jiăn するために2010年 nián 代 daì に入 rù りDPFと尿 niaò 素 sù SCRシステムを併 bìng 用 yòng した浄 jìng 化 huà システムが普 pŭ 及 jí しはじめた(例 lì :ダイムラー グループが採 caĭ 用 yòng するBlueTec等 děng )。併 bìng 用 yòng する場 cháng 合 hé 燃 rán 焼 shaō のセッティングを低 dī 温 wēn 低 dī 圧 yā または高 gaō 温 wēn 高 gaō 圧 yā の一 yī 方 fāng に振 zhèn る必 bì 要 yaò がなく、またそれによりPMの発 fā 生 shēng 量 liàng がDPFのみの車 chē 種 zhŏng のものより減 jiăn ることで強 qiáng 制 zhì 再 zaì 生 shēng の機 jī 会 huì が減 jiăn り燃 rán 費 feì が改 gaĭ 善 shàn される。一 yī 方 fāng NOx の発 fā 生 shēng 量 liàng も尿 niaò 素 sù SCRシステムのみの車 chē 種 zhŏng の場 cháng 合 hé よりは少 shaŏ ないため尿 niaò 素 sù 水 shuĭ の消 xiaō 費 feì も抑 yì えることができる。
排 paí ガスの一 yī 部 bù を吸 xī 気 qì 系 xì へ導 daŏ 入 rù する排 paí 気 qì 再 zaì 循 xún 環 huán (Exhaust Gas Recirculation, EGR )によって、吸 xī 気 qì 中 zhōng の酸 suān 素 sù 量 liàng を減 jiăn らしてピークの燃 rán 焼 shaō 温 wēn 度 dù を下 xià げ、NOx の発 fā 生 shēng を抑 yì 制 zhì する。ディーゼルエンジンにはスロットルバルブはないため、低 dī 負 fù 荷 hé 時 shí に極 jí 端 duān な空 kōng 気 qì 過 guò 多 duō の希 xī 薄 bó 燃 rán 焼 shaō になるところにEGRを導 daŏ 入 rù し、NOx 低 dī 下 xià に利 lì 用 yòng する。乗 chéng 用 yòng 車 chē の場 cháng 合 hé は高 gaō 負 fù 荷 hé 時 shí にEGRは行 xíng われないが、トラックなどは高 gaō 負 fù 荷 hé 時 shí にもEGRを利 lì 用 yòng しているケースがある。また、EGRには燃 rán 焼 shaō 時 shí の騒 saō 音 yīn を低 dī 下 xià させるメリットもある(酸 suān 素 sù 濃 nóng 度 dù を低 dī 減 jiăn でき、急 jí 激 jī な燃 rán 焼 shaō を抑 yì えることができる)。
ディーゼル排 paí 気 qì に含 hán まれる粒 lì 子 zĭ 状 zhuàng 物 wù 質 zhí ( Particulate matter, PM )は、多 duō くの場 cháng 合 hé 「DPF 」(Diesel Particulate Filter、ディーゼル微 weī 粒 lì 子 zĭ フィルター)と呼 hū ばれるセラミック製 zhì のフィルターで捕 bŭ らえて燃 rán 焼 shaō 処 chŭ 分 fēn されるようになっている。
DPFは排 paí 気 qì 管 guăn の途 tú 中 zhōng に挿 chā 入 rù され、内 neì 部 bù に詰 jié められた多 duō 孔 kŏng 質 zhí セラミックの微 weī 細 xì な間 jiān 隙 xì に排 paí 気 qì を通 tōng 過 guò させスス状 zhuàng のPMを捕 bŭ 集 jí する。
多 duō 孔 kŏng 質 zhí の表 biaŏ 面 miàn には白 baí 金 jīn などの金 jīn 属 shŭ 触 chù 媒 meí が塗 tú 布 bù してあり、300 ℃以 yĭ 上 shàng の雰 fēn 囲 weí 気 qì 中 zhōng でPMが触 chù 媒 meí によって排 paí 気 qì と化 huà 学 xué 反 făn 応 yīng を起 qĭ こし、H2 OとCO2 の無 wú 害 haì な気 qì 体 tĭ に酸 suān 化 huà され排 paí 出 chū される。
エンジンからの排 paí 気 qì 温 wēn 度 dù が低 dī い状 zhuàng 態 taì が続 xù く場 cháng 合 hé には、「強 qiáng 制 zhì 再 zaì 生 shēng 」といって、手 shoŭ 動 dòng で燃 rán 料 liaò 過 guò 多 duō の排 paí 気 qì を作 zuò り出 chū し、定 dìng 期 qī 的 de に高 gaō 温 wēn 状 zhuàng 態 taì を作 zuò り出 chū してDPFに溜 liū まったPMを無 wú 害 haì 化 huà して取 qŭ り除 chú く。
触 chù 媒 meí の多 duō くは硫 liú 黄 huáng に弱 ruò く、フィルターの目 mù 詰 jié まりの原 yuán 因 yīn となるため、低 dī 硫 liú 黄 huáng 化 huà された軽 qīng 油 yoú 以 yĭ 外 waì (不 bù 正 zhèng 軽 qīng 油 yoú など)の使 shĭ 用 yòng はできないが、フィルターにセラミックを使 shĭ わず、金 jīn 網 wăng と炭 tàn 化 huà 珪 guī 素 sù 繊 xiān 維 weí を用 yòng いた製 zhì 品 pĭn もあり、こちらは低 dī 硫 liú 黄 huáng 軽 qīng 油 yoú 以 yĭ 外 waì も使 shĭ 用 yòng 可 kě 能 néng である。
SCR(Selective Catalytic Reduction, 選 xuăn 択 zé 的 de 触 chù 媒 meí 反 făn 応 yīng )とは選 xuăn 択 zé 的 de な触 chù 媒 meí による還 huán 元 yuán 作 zuò 用 yòng のことで、排 paí ガス対 duì 策 cè の場 cháng 合 hé はNOx だけを選 xuăn 択 zé して還 huán 元 yuán 剤 jì のアンモニア と反 făn 応 yīng させ窒 zhì 素 sù と水 shuĭ に還 huán 元 yuán する浄 jìng 化 huà 触 chù 媒 meí 作 zuò 用 yòng である。アンモニア還 huán 元 yuán 剤 jì を用 yòng いるため従 cóng 来 laí のNOx 還 huán 元 yuán 触 chù 媒 meí よりも高 gaō 性 xìng 能 néng である。アンモニアを得 dé る方 fāng 法 fă で2つに分 fēn かれる。
尿 niaò 素 sù SCRシステム
あらかじめ高 gaō 純 chún 度 dù の尿 niaò 素 sù を精 jīng 製 zhì 水 shuĭ に溶 róng かし込んだ尿 niaò 素 sù 水 shuĭ を独 dú 立 lì したタンクに積 jī 載 zaì しておき、走 zoŭ 行 xíng 中 zhōng にNOx還 huán 元 yuán 触 chù 媒 meí の手 shoŭ 前 qián に尿 niaò 素 sù 水 shuĭ を噴 pēn 霧 wù し、高 gaō 温 wēn の排 paí 気 qì 中 zhōng で加 jiā 水 shuĭ 分 fēn 解 jiě 反 făn 応 yīng によりアンモニアを得 dé る。幅 fú 広 guăng い排 paí ガス温 wēn 度 dù 領 lĭng 域 yù でNOx 還 huán 元 yuán 性 xìng 能 néng が高 gaō い(実 shí 際 jì のシステムでは、HC 分 fēn 低 dī 減 jiăn のため排 paí ガスはSCRに先 xiān 立 lì ち二 èr 次 cì 空 kōng 気 qì と酸 suān 化 huà 触 chù 媒 meí とで燃 rán 焼 shaō させておき、またSCR処 chŭ 理 lĭ 後 hoù には残 cán ったアンモニアを分 fēn 解 jiě するための酸 suān 化 huà 触 chù 媒 meí も必 bì 要 yaò である)。尿 niaò 素 sù 水 shuĭ の補 bŭ 給 geĭ とシステム全 quán 体 tĭ の取 qŭ り付 fù け場 cháng 所 suŏ の確 què 保 baŏ できるトラック・バス等 děng において実 shí 用 yòng 化 huà されている。
NOx アンモニア吸 xī 蔵 cáng SCR
SCRにNOx吸 xī 蔵 cáng 層 céng とアンモニア吸 xī 蔵 cáng 層 céng を付 fù 加 jiā した、新 xīn しいコンバインドタイプのNOx 吸 xī 蔵 cáng 還 huán 元 yuán 触 chù 媒 meí 。まず、リーン燃 rán 焼 shaō 中 zhōng にNOx を吸 xī 蔵 cáng 層 céng に取 qŭ り込んでおき、制 zhì 御 yù 装 zhuāng 置 zhì が適 shì 宜 yí リッチ燃 rán 焼 shaō を開 kaī 始 shĭ する。リッチ燃 rán 焼 shaō 中 zhōng に白 baí 金 jīn 触 chù 媒 meí によりCOとH2 OとNOx からアンモニアを生 shēng 成 chéng し吸 xī 蔵 cáng する。次 cì にリーン燃 rán 焼 shaō するときにSCRが働 dòng いて、新 xīn 規 guī のNOx を窒 zhì 素 sù と水 shuĭ に還 huán 元 yuán する。米 mĭ 国 guó 排 paí ガス規 guī 制 zhì をクリアしたホンダ の触 chù 媒 meí に使 shĭ われている。またベンツも尿 niaò 素 sù 噴 pēn 射 shè を行 xíng わないSCRにNOx 吸 xī 蔵 cáng 機 jī 能 néng を組 zŭ み合 hé わせている。日 rì 産 chăn も似 sì た新 xīn 型 xíng 触 chù 媒 meí を開 kaī 発 fā 、2008年 nián に国 guó 内 neì 販 fàn 売 maì する車 chē 両 liăng に搭 dā 載 zaì すると発 fā 表 biaŏ した(2009年 nián 4月 yuè 時 shí 点 diăn で、エクストレイル のみが日 rì 本 běn 国 guó 内 neì で販 fàn 売 maì されている)。
排 paí ガス中 zhōng のNOx をリーン燃 rán 焼 shaō 時 shí に取 qŭ り込み、その後 hoù にリッチ燃 rán 焼 shaō で還 huán 元 yuán させる触 chù 媒 meí のことである。NOx 還 huán 元 yuán に上 shàng 記 jì のSCRを使 shĭ わないもので、還 huán 元 yuán 剤 jì はHCとCOとH2 になり、三 sān 元 yuán 触 chù 媒 meí にNOx 吸 xī 蔵 cáng 層 céng を追 zhuī 加 jiā したものと言 yán える。ガソリン直 zhí 噴 pēn エンジンで使 shĭ われてきたものであり、ディーゼルには一 yī 部 bù で使 shĭ われている。
乗 chéng 用 yòng ディーゼルエンジン用 yòng としては、欧 oū 州 zhoū 仕 shì 様 yàng アベンシス で採 caĭ 用 yòng されているDPFと一 yī 体 tĭ 化 huà しPMとNOx を同 tóng 時 shí に還 huán 元 yuán するトヨタ のDPNRがある。
NOx を還 huán 元 yuán するのに燃 rán 料 liaò 分 fēn の多 duō いリッチ燃 rán 焼 shaō が必 bì 要 yaò であり、軽 qīng 油 yoú 内 neì の硫 liú 黄 huáng 分 fēn が触 chù 媒 meí の機 jī 能 néng を奪 duó うのが欠 qiàn 点 diăn である。
ディーゼルエンジンの燃 rán 料 liaò は、発 fā 火 huŏ 点 diăn が225 ℃程 chéng 度 dù であれば多 duō 様 yàng なものが使 shĭ 用 yòng できるが、灯 dēng 油 yoú ・軽 qīng 油 yoú ・重 zhòng 油 yoú が使 shĭ われる[ 注 zhù 釈 shì 9] 。ディーゼルエンジンに誤 wù ってガソリン を給 geĭ 油 yoú すると、発 fā 火 huŏ 点 diăn が約 yuē 300 ℃と高 gaō いため点 diăn 火 huŏ できずにエンジンは止 zhĭ まる。給 geĭ 油 yoú 配 peì 管 guăn と噴 pēn 射 shè ポンプからガソリンを除 chú くことで復 fù 旧 jiù できるが、潤 rùn 滑 huá 性 xìng のないガソリンによって噴 pēn 射 shè ポンプを傷 shāng める可 kě 能 néng 性 xìng がある。
軽 qīng 油 yoú に水 shuĭ 素 sù などを混 hún 合 hé した二 èr 元 yuán 燃 rán 料 liaò の利 lì 用 yòng も可 kě 能 néng である[ 56] が、エンジンや配 peì 管 guăn の再 zaì 設 shè 計 jì が必 bì 要 yaò となる[ 57] 。
一 yī 方 fāng で引 yĭn 火 huŏ 点 diăn については、軽 qīng 油 yoú が約 yuē 50 ℃であるのに対 duì して、ガソリンのそれは約 yuē -40 ℃となるため、ガソリンを危 weī 険 xiăn なものにしている。ガソリンは-40 ℃以 yĭ 上 shàng で火 huŏ に近 jìn づけるだけで危 weī 険 xiăn だが、50 ℃以 yĭ 下 xià の軽 qīng 油 yoú に火 huŏ を近 jìn づけても、すぐに燃 rán えるわけではない。それにも関 guān わらず、火 huŏ がない環 huán 境 jìng でこれら2つの温 wēn 度 dù を上 shàng げてゆくと、発 fā 火 huŏ 点 diăn の差 chaī から先 xiān に自 zì ら火 huŏ が着 zhaó くのは軽 qīng 油 yoú である。この軽 qīng 油 yoú の発 fā 火 huŏ 点 diăn の低 dī さと引 yĭn 火 huŏ 点 diăn の高 gaō さが、燃 rán 料 liaò の爆 baò 発 fā を自 zì 己 jĭ 着 zhaó 火 huŏ に頼 laì るディーゼルエンジンでの使 shĭ 用 yòng を容 róng 易 yì にしている。
航 háng 空 kōng 機 jī では、灯 dēng 油 yoú に近 jìn い性 xìng 質 zhí を持 chí ち航 háng 空 kōng 用 yòng ガソリンより安 ān 価 jià なジェット燃 rán 料 liaò が使 shĭ える。これは現 xiàn 代 daì の固 gù 定 dìng 翼 yì 機 jī ならびに回 huí 転 zhuăn 翼 yì 機 jī で主 zhŭ 流 liú のターボジェットエンジン ・ターボファンエンジン やターボシャフトエンジン といったガスタービンエンジン と燃 rán 料 liaò を共 gòng 用 yòng できる点 diăn ではガソリンエンジンよりも有 yoŭ 利 lì であり、また低 dī 出 chū 力 lì 機 jī ではディーゼルエンジンを含 hán むレシプロエンジンの低 dī 燃 rán 費 feì のメリットが大 dà きくなる。ノッキング 対 duì 策 cè として使 shĭ 用 yòng される有 yoŭ 鉛 qiān ガソリン は有 yoŭ 毒 dú で取 qŭ り扱 xī いが難 nán しく、環 huán 境 jìng 負 fù 荷 hé も大 dà きいため環 huán 境 jìng 税 shuì の値 zhí 上 shàng げなどで規 guī 制 zhì される傾 qīng 向 xiàng にある。そのため現 xiàn 代 daì では地 dì 方 fāng の飛 feī 行 xíng 場 cháng で燃 rán 料 liaò 補 bŭ 給 geĭ に支 zhī 障 zhàng をきたすことも少 shaŏ なくない。以 yĭ 上 shàng の理 lĭ 由 yoú などにより、無 wú 人 rén 機 jī も含 hán む軽 qīng 飛 feī 行 xíng 機 jī や一 yī 部 bù の小 xiaŏ 型 xíng ヘリコプターなどのように、タービンエンジンの強 qiáng みである軽 qīng 量 liàng 高 gaō 出 chū 力 lì やディーゼルエンジンの弱 ruò 点 diăn である低 dī 温 wēn 環 huán 境 jìng や高 gaō 高 gaō 度 dù での性 xìng 能 néng を必 bì 要 yaò としない機 jī 材 caí については、軍 jūn 民 mín ともに複 fù 数 shù の大 dà きな利 lì 点 diăn がある。
車 chē 両 liăng においては、機 jī 材 caí が大 dà 型 xíng になるほどガソリンエンジンよりもディーゼルエンジンが有 yoŭ 利 lì になりやすいという一 yī 般 bān 的 de 特 tè 徴 zhēng に加 jiā えて、燃 rán 料 liaò の引 yĭn 火 huŏ 点 diăn が高 gaō いことから被 beì 弾 dàn 時 shí の火 huŏ 災 zaī リスクが低 dī いといった利 lì 点 diăn があり、とくに軍 jūn 用 yòng では多 duō く使 shĭ われている。また、上 shàng 述 shù のように軍 jūn 用 yòng 航 háng 空 kōng 機 jī と燃 rán 料 liaò を共 gòng 用 yòng しやすい点 diăn も、とくに補 bŭ 給 geĭ ルートや設 shè 備 beì の限 xiàn られる戦 zhàn 場 cháng では大 dà きな優 yoū 位 weì 点 diăn となる。
エミッション(排 paí 気 qì ガス)低 dī 減 jiăn の足 zú かせとなる鉱 kuàng 物 wù 油 yoú 由 yoú 来 laí の天 tiān 然 rán 燃 rán 料 liaò に代 daì わり、次 cì 世 shì 代 daì のディーゼル燃 rán 料 liaò として注 zhù 目 mù されているのが、GTL (Gas To Liquid、ガス・トゥー・リキッド)、BTL (Biomass To Liquid、バイオマス・トゥー・リキッド)、CTL (Coal To Liquid、コール・トゥー・リキッド)等 děng の合 hé 成 chéng 油 yoú である。これらの燃 rán 料 liaò は、単 dān 体 tĭ で、あるいは軽 qīng 油 yoú に混 hún 合 hé してディーゼルエンジンに使 shĭ 用 yòng することで、排 paí ガスでは低 dī 公 gōng 害 haì 化 huà が期 qī 待 daì できる。
GTL燃 rán 料 liaò の原 yuán 料 liaò は天 tiān 然 rán ガス 、CTL燃 rán 料 liaò は石 shí 炭 tàn であり、軽 qīng 油 yoú に比 bĭ べセタン価 jià が高 gaō く、SOx の原 yuán 因 yīn となる硫 liú 黄 huáng 分 fēn やPMを発 fā 生 shēng させるベンゼン ・キシレン などの芳 fāng 香 xiāng 族 zú 炭 tàn 化 huà 水 shuĭ 素 sù をほとんど含 hán まない。CNG や水 shuĭ 素 sù とは異 yì なり常 cháng 温 wēn でも液 yè 体 tĭ のため、現 xiàn 在 zaì の燃 rán 料 liaò 販 fàn 売 maì ルートになじみやすい。ただし、加 jiā 工 gōng 時 shí のエネルギー分 fēn のCO2 排 paí 出 chū 量 liàng がそのまま燃 rán 焼 shaō させるより増 zēng 加 jiā するために、地 dì 球 qiú 環 huán 境 jìng には優 yoū しくない[ 58] 。また、硫 liú 黄 huáng が含 hán まれないことから、潤 rùn 滑 huá 作 zuò 用 yòng の点 diăn で軽 qīng 油 yoú に劣 liè るため、添 tiān 加 jiā 剤 jì で対 duì 応 yīng する必 bì 要 yaò がある。
BTL燃 rán 料 liaò は、植 zhí 物 wù を原 yuán 料 liaò とし液 yè 体 tĭ 燃 rán 料 liaò として合 hé 成 chéng したもので、GTL・CTL燃 rán 料 liaò と同 tóng 様 yàng に硫 liú 黄 huáng や芳 fāng 香 xiāng 族 zú 炭 tàn 化 huà 水 shuĭ 素 sù を含 hán まず、燃 rán 焼 shaō 時 shí に排 paí 出 chū されるCO2 は植 zhí 物 wù が生 shēng 長 cháng する際 jì に吸 xī 収 shoū したCO2 量 liàng [ 注 zhù 釈 shì 10] に等 děng しくなる、などの特 tè 徴 zhēng がある。
これらの合 hé 成 chéng 油 yoú は、高 gaō セタン価 jià 燃 rán 料 liaò であるため、単 dān 体 tĭ 専 zhuān 用 yòng ディーゼルエンジンとしてなら圧 yā 縮 suō 比 bĭ を13–15:1へと低 dī 圧 yā 縮 suō 比 bĭ 化 huà でき、エネルギー効 xiaò 率 lw を上 shàng げ低 dī 燃 rán 費 feì 化 huà できるのも利 lì 点 diăn である。これらは、生 shēng 産 chăn 量 liàng が増 zēng 加 jiā すれば価 jià 格 gé も下 xià がっていくと見 jiàn られており、今 jīn 後 hoù のディーゼル燃 rán 料 liaò の主 zhŭ 流 liú として期 qī 待 daì されている[ 59] 。
ジメチルエーテル ((DM) をディーゼル燃 rán 料 liaò として使 shĭ うことも実 shí 用 yòng 化 huà されつつある。メタノール を脱 tuō 水 shuĭ 縮 suō 合 hé 反 făn 応 yīng 合 hé 成 chéng してエネルギー密 mì 度 dù を上 shàng げる方 fāng 法 fă ではなく、合 hé 成 chéng ガス からの直 zhí 接 jiē 合 hé 成 chéng による低 dī 純 chún 度 dù 低 dī 価 jià 格 gé な大 dà 量 liàng 生 shēng 産 chăn が確 què 立 lì しつつある。原 yuán 料 liaò として天 tiān 然 rán ガス、石 shí 炭 tàn 、植 zhí 物 wù など合 hé 成 chéng ガス化 huà できるものなら良 liáng く、有 yoŭ 酸 suān 素 sù 燃 rán 料 liaò でガス由 yoú 来 laí の合 hé 成 chéng 油 yoú より合 hé 成 chéng エネルギー損 sŭn 失 shī が少 shaŏ ないのが利 lì 点 diăn である。
DME燃 rán 料 liaò は軽 qīng 油 yoú と同 tóng 等 děng のセタン価 jià で、硫 liú 黄 huáng 分 fēn や芳 fāng 香 xiāng 族 zú 炭 tàn 化 huà 水 shuĭ 素 sù を含 hán まない。機 jī 械 xiè 式 shì 燃 rán 料 liaò 噴 pēn 射 shè では低 dī 圧 yā で体 tĭ 積 jī 変 biàn 化 huà するため噴 pēn 射 shè 量 liàng 制 zhì 御 yù が難 nán しかったが、コモンレールで高 gaō 圧 yā 安 ān 定 dìng 化 huà されたことにより噴 pēn 射 shè 量 liàng 制 zhì 御 yù が正 zhèng 確 què になり、適 shì した燃 rán 料 liaò となった。
また、重 zhòng 油 yoú とDMEを混 hún 合 hé することで、排 paí 気 qì ガスの浄 jìng 化 huà が望 wàng まれることも明 míng らかになりつつある。A重 zhòng 油 yoú と混 hún 合 hé した場 cháng 合 hé 、NOx ,COx もボリュームパーセントでは低 dī 下 xià する。
植 zhí 物 wù 油 yoú をエステル交 jiaō 換 huàn (メタノリシス)してグリセリン を除 chú 去 qù し脂 zhī 肪 fáng 酸 suān メチルエステル(FAME )とした燃 rán 料 liaò (Bio Diesel Fuel;BDF)である。
油 yoú 脂 zhī を水 shuĭ 素 sù 化 huà 分 fēn 解 jiě して作 zuò る水 shuĭ 素 sù 化 huà 処 chŭ 理 lĭ 油 yoú (Bio Hydrofined Diesel; BHD)である。
1885年 nián 、イギリス人 rén の発 fā 明 míng 家 jiā ハーバート・アクロイド・スチュアートがパラフィン を使 shĭ ったエンジンの可 kě 能 néng 性 xìng について調 diaò 査 chá し始 shĭ めた。これはガソリンと違 weí いキャブレターで蒸 zhēng 発 fā させるのが難 nán しかった[ 60] 。彼 bĭ の発 fā 明 míng した焼 shaō 玉 yù エンジン は1891年 nián にリチャード・ホーンスビー・アンド・サンズ社 shè にて製 zhì 造 zaò された。これは世 shì 界 jiè 初 chū の加 jiā 圧 yā 式 shì 燃 rán 料 liaò 噴 pēn 射 shè 装 zhuāng 置 zhì を使 shĭ った内 neì 燃 rán 機 jī 関 guān であった[ 61] 。このホーンスビー・アクロイド式 shì 機 jī 関 guān は比 bĭ 較 jiaò 的 de に低 dī 圧 yā 縮 suō 比 bĭ で、圧 yā 縮 suō 加 jiā 熱 rè による燃 rán 料 liaò の着 zhaó 火 huŏ には温 wēn 度 dù は不 bù 十 shí 分 fēn であった。現 xiàn 代 daì 的 de なディーゼルエンジンは直 zhí 接 jiē 噴 pēn 射 shè と圧 yā 縮 suō 着 zhaó 火 huŏ を組 zŭ み込んだものであり、この2つのアイディアはアクロイド・スチュアートとチャールズ・リチャード・ビニー(Charles Richard Binney)によって1890年 nián 5月 yuè に特 tè 許 xŭ が取 qŭ 得 dé されている[ 60] 。1890年 nián 10月 yuè 8日 rì には、燃 rán 料 liaò と空 kōng 気 qì を分 fēn けてエンジンに供 gōng 給 geĭ する完 wán 全 quán なエンジンの基 jī 本 běn 的 de な働 dòng きを詳 xiáng しく述 shù べたもうひとつの特 tè 許 xŭ がとられた。アクロイドのエンジンと現 xiàn 代 daì のディーゼルエンジンの違 weí いは冷 lěng 間 jiān 始 shĭ 動 dòng 時 shí にシリンダーに特 tè 別 bié に熱 rè を供 gōng 給 geĭ する必 bì 要 yaò があるかどうかである。1892年 nián 、ディーゼルエンジンが発 fā 明 míng される1年 nián 前 qián にアクロイドスチュアートは追 zhuī 加 jiā の熱 rè 源 yuán を必 bì 要 yaò としない改 gaĭ 良 liáng 版 băn を作 zuò り出 chū した[ 62] 。
ディーゼルの1897年 nián のオリジナルエンジンが展 zhăn 示 shì されているドイツミュンヘン 、ドイツ博 bó 物 wù 館 guăn
1892年 nián 、アクロイド・スチュアートは圧 yā 縮 suō 比 bĭ の向 xiàng 上 shàng を可 kě 能 néng にするウォータージャケット気 qì 化 huà 器 qì の特 tè 許 xŭ を取 qŭ 得 dé した。同 tóng 年 nián にトーマス・ヘンリー・バートンが実 shí 験 yàn 的 de に気 qì 化 huà 器 qì をなくし、シリンダーヘッドに置 zhì き換 huàn えた高 gaō 圧 yā 縮 suō 比 bĭ 版 băn を制 zhì 作 zuò した。それ故 gù 、高 gaō い圧 yā 縮 suō 比 bĭ を通 tōng して着 zhaó 火 huŏ し、空 kōng 気 qì の予 yŭ 備 beì 加 jiā 熱 rè に頼 laì らなくなった。
ルドルフ・ディーゼル はアクロイドエンジンを発 fā 展 zhăn させ、1892年 nián にドイツ、スイス、イギリス、アメリカで特 tè 許 xŭ を取 qŭ 得 dé した[ 注 zhù 釈 shì 11] 。
1893年 nián にアクロイドはエンジン開 kaī 発 fā をやめている。
ルドルフ・ディーゼル の1893年 nián の特 tè 許 xŭ 証 zhèng 書 shū
1892年 nián : 2月 yuè 23日 rì 、ルドルフ・ディーゼルが "Arbeitsverfahren und Ausführungsart für Verbrennungskraftmaschienen" と題 tí した特 tè 許 xŭ (RP 67207) を取 qŭ 得 dé 。
1893年 nián : ディーゼルが「既 jì 知 zhī の蒸 zhēng 気 qì 機 jī 関 guān と内 neì 燃 rán 機 jī 関 guān を置 zhì 換 huàn する合 hé 理 lĭ 的 de 熱 rè 機 jī 関 guān の理 lĭ 論 lùn と構 goù 築 zhú 」と題 tí する論 lùn 文 wén を発 fā 表 biaŏ 。
1897年 nián : 8月 yuè 10日 rì 、ディーゼルがアウクスブルク で初 chū の実 shí 働 dòng するプロトタイプを製 zhì 作 zuò 。
1898年 nián : ディーゼルがロシアの石 shí 油 yoú 会 huì 社 shè Branobel にディーゼルエンジンのライセンスを供 gōng 与 yŭ 。同 tóng 社 shè は蒸 zhēng 留 liú していない石 shí 油 yoú で動 dòng くエンジンに興 xīng 味 weì を持 chí っていた。同 tóng 社 shè の技 jì 術 shù 者 zhě らは4年 nián をかけて船 chuán 用 yòng のディーゼルエンジンを設 shè 計 jì 。
1898年 nián : ディーゼルは製 zhì 造 zaò 業 yè 者 zhě クルップ とスルザー にディーゼルエンジンのライセンスを供 gōng 与 yŭ 。両 liăng 社 shè はまもなく主 zhŭ なディーゼルエンジン製 zhì 造 zaò 業 yè 者 zhě となる。
1902年 nián : 1910年 nián までにMAN が据 jù え置 zhì き型 xíng ディーゼルエンジンを82機 jī 製 zhì 造 zaò 。
1903年 nián : ニジニ・ノヴゴロド の造 zaò 船 chuán 所 suŏ で、世 shì 界 jiè 初 chū のディーゼルエンジン搭 dā 載 zaì 石 shí 油 yoú タンカー "Vandal" が進 jìn 水 shuĭ 。
1904年 nián : フランスで世 shì 界 jiè 初 chū のディーゼル潜 qián 水 shuĭ 艦 jiàn Z を建 jiàn 造 zaò 。
1905年 nián : Alfred Büchi がディーゼルエンジン用 yòng ターボチャージャー とインタークーラー を考 kaŏ 案 àn 。
1908年 nián : Prosper L'Orange がDeutz 社 shè と共 gòng に、ニードル型 xíng 噴 pēn 射 shè ノズルで精 jīng 密 mì に制 zhì 御 yù 可 kě 能 néng な噴 pēn 射 shè ポンプを開 kaī 発 fā 。
1909年 nián : Prosper L'Orange がベンツ&シー 社 shè と共 gòng に予 yŭ 燃 rán 焼 shaō 室 shì 式 shì の半 bàn 球 qiú 型 xíng 燃 rán 焼 shaō 室 shì を開 kaī 発 fā 。
1910年 nián : ノルウェー の探 tàn 検 jiăn 船 chuán フラム号 haò にディーゼルエンジンを搭 dā 載 zaì 。商 shāng 船 chuán ではシェランディアが最 zuì 初 chū となる。
1912年 nián : デンマーク 初 chū のディーゼル船 chuán シェランディア(Selandia ) 建 jiàn 造 zaò 。世 shì 界 jiè 初 chū のディーゼル機 jī 関 guān 車 chē 製 zhì 作 zuò 。
1913年 nián : アメリカ海 haĭ 軍 jūn の潜 qián 水 shuĭ 艦 jiàn がNELSECO社 shè 製 zhì のディーゼルエンジンを採 caĭ 用 yòng 。郵 yoú 便 biàn 船 chuán ドレスデン号 haò でイギリス海 haĭ 峡 xiá を渡 dù っているとき、ルドルフ・ディーゼル が謎 mí の死 sĭ を遂 suì げる。
1914年 nián : ドイツのUボート がMAN社 shè 製 zhì ディーゼルエンジンを搭 dā 載 zaì 。
1919年 nián : Prosper L'Orange 予 yŭ 燃 rán 焼 shaō 室 shì 式 shì の特 tè 許 xŭ を取 qŭ 得 dé し、ニードル噴 pēn 射 shè ノズルを製 zhì 作 zuò 。カミンズ がディーゼルエンジンを生 shēng 産 chăn 開 kaī 始 shĭ 。
1921年 nián : Prosper L'Orange が連 lián 続 xù 可 kě 変 biàn 出 chū 力 lì 式 shì 噴 pēn 射 shè ポンプを製 zhì 作 zuò 。
1922年 nián : ベンツがディーゼルエンジンを搭 dā 載 zaì した初 chū のトラクター を発 fā 売 maì 。
1923年 nián : MAN 、ベンツ、ライムラー が初 chū のディーゼルエンジン搭 dā 載 zaì トラック を製 zhì 作 zuò し、試 shì 験 yàn を開 kaī 始 shĭ 。
1924年 nián : フランクフルトモーターショー にディーゼルエンジン搭 dā 載 zaì トラックが出 chū 展 zhăn される。フェアバンクス・モース がディーゼルエンジンを生 shēng 産 chăn 開 kaī 始 shĭ 。
1927年 nián : ボッシュ がトラック 用 yòng 噴 pēn 射 shè ポンプと噴 pēn 射 shè ノズルを生 shēng 産 chăn 開 kaī 始 shĭ 。Stoewer が初 chū のディーゼルエンジン搭 dā 載 zaì 乗 chéng 用 yòng 車 chē を試 shì 作 zuò 。
1930年 nián 代 daì : キャタピラー 社 shè が自 zì 社 shè 製 zhì トラクター用 yòng にディーゼルエンジンの生 shēng 産 chăn を開 kaī 始 shĭ 。
1932年 nián : MAN社 shè が160馬 mă 力 lì という当 dāng 時 shí 世 shì 界 jiè 最 zuì 高 gaō 出 chū 力 lì のディーゼルトラックを発 fā 売 maì 。
1933年 nián : シトロエン が世 shì 界 jiè 初 chū のディーゼルエンジン搭 dā 載 zaì 乗 chéng 用 yòng 車 chē (Rosalie)を製 zhì 作 zuò 。イギリスのディーゼルエンジン研 yán 究 jiū 者 zhě ハリー・リカルド の設 shè 計 jì したエンジンを採 caĭ 用 yòng [ 65] 。ディーゼルエンジンの使 shĭ 用 yòng が規 guī 制 zhì されていたため、発 fā 売 maì されなかった。一 yī 方 fāng 、日 rì 本 běn ではヤンマー が小 xiaŏ 型 xíng 汎 fàn 用 yòng 高 gaō 速 sù ディーゼルエンジンの自 zì 社 shè 開 kaī 発 fā に成 chéng 功 gōng (「HB型 xíng 」ディーゼルエンジン)。
1934年 nián : マイバッハ が世 shì 界 jiè 初 chū の鉄 tiě 道 daò 車 chē 両 liăng 用 yòng ターボ ディーゼルを製 zhì 造 zaò 。
1934年 nián -35年 nián : ドイツのユンカース が航 háng 空 kōng 機 jī 用 yòng ディーゼルエンジン「ユモ(Jumo)」シリーズの生 shēng 産 chăn を開 kaī 始 shĭ 。有 yoŭ 名 míng なユモ205 は第 dì 二 èr 次 cì 世 shì 界 jiè 大 dà 戦 zhàn の勃 bó 発 fā までに900台 taí 以 yĭ 上 shàng 生 shēng 産 chăn されている。
1936年 nián : メルセデス・ベンツ がディーゼル乗 chéng 用 yòng 車 chē 260D を製 zhì 作 zuò 。ハノマーグ やSaurer も相 xiāng 次 cì いでディーゼル乗 chéng 用 yòng 車 chē を生 shēng 産 chăn 。アッチソン・トピカ・アンド・サンタフェ鉄 tiě 道 daò にスーパー・チーフ 用 yòng のディーゼル機 jī 関 guān 車 chē が採 caĭ 用 yòng される。建 jiàn 造 zaò 中 zhōng の飛 feī 行 xíng 船 chuán ヒンデンブルク でディーゼルエンジンを採 caĭ 用 yòng (ダイムラー・ベンツ 製 zhì エンジン 602LOF6)。
1936年 nián : ソビエト連 lián 邦 bāng がBT-7 戦 zhàn 車 chē にVD-2ディーゼルエンジンを搭 dā 載 zaì して実 shí 験 yàn 、後 hoù に改 gaĭ 良 liáng 型 xíng V-2エンジン搭 dā 載 zaì のBT-7Mとして量 liàng 産 chăn され、1939年 nián 末 mò より部 bù 隊 duì 配 peì 備 beì 開 kaī 始 shĭ 。
1937年 nián : ソビエト連 lián 邦 bāng が開 kaī 発 fā 中 zhōng の戦 zhàn 車 chē A-20及 jí びA-32にV-2ディーゼルエンジンを搭 dā 載 zaì 。1939年 nián にA-32の拡 kuò 大 dà 改 gaĭ 良 liáng 型 xíng A-34が、T-34 として採 caĭ 用 yòng される。
1937年 nián : BMW が航 háng 空 kōng 機 jī 用 yòng ディーゼルエンジン BMW 114 を試 shì 作 zuò 。
1940年 nián : 航 háng 空 kōng 機 jī 用 yòng ディーゼルエンジン・ユモ207A を搭 dā 載 zaì したJu 86 P高 gaō 々度 dù 爆 baò 撃 jī /偵 zhēn 察 chá 機 jī が開 kaī 発 fā され、同 tóng 年 nián から実 shí 戦 zhàn 投 toú 入 rù される。
1944年 nián : Klöckner Humboldt Deutz AG (KHD)が空 kōng 冷 lěng 式 shì ディーゼルエンジンを開 kaī 発 fā 。
1953年 nián : メルセデス・ベンツがターボ ディーゼル搭 dā 載 zaì トラックをシリーズで発 fā 売 maì 。
1968年 nián : プジョー が204 に小 xiaŏ 型 xíng 車 chē としては初 chū のディーゼルエンジンを採 caĭ 用 yòng 。横 héng 置 zhì きで前 qián 輪 lún 駆 qū 動 dòng 。
1973年 nián : DAF が空 kōng 冷 lěng 式 shì ディーゼルエンジンを採 caĭ 用 yòng 。
1976年 nián : 2月 yuè 、フォルクスワーゲン が乗 chéng 用 yòng 車 chē ゴルフ 用 yòng のディーゼルエンジンの試 shì 験 yàn を開 kaī 始 shĭ 。チューリッヒ工 gōng 科 kē 大 dà 学 xué でコモンレール式 shì 噴 pēn 射 shè システムを開 kaī 発 fā 。
1977年 nián : 初 chū のターボディーゼル搭 dā 載 zaì 乗 chéng 用 yòng 車 chē の生 shēng 産 chăn 開 kaī 始 shĭ (メルセデス・ベンツ・300SD)。
1994年 nián : ボッシュがディーゼルエンジン用 yòng ユニットインジェクターシステムを開 kaī 発 fā 。
1995年 nián : デンソー がコモンレールシステム を世 shì 界 jiè で初 chū めて実 shí 用 yòng 化 huà し、日 rì 野 yě ライジングレンジャーに搭 dā 載 zaì 。
1997年 nián : アルファロメオ・156 で乗 chéng 用 yòng 車 chē 初 chū のコモンレールを実 shí 現 xiàn 。
1998年 nián : BMWがディーゼルエンジン搭 dā 載 zaì の320dでニュルブルクリンク24時 shí 間 jiān レース に優 yoū 勝 shèng 。
2004年 nián : 西 xī ヨーロッパで乗 chéng 用 yòng 車 chē のディーゼルエンジン搭 dā 載 zaì 率 lw が50 %を越 yuè えた。
2008年 nián : スバル が乗 chéng 用 yòng 車 chē 用 yòng の水 shuĭ 平 píng 対 duì 向 xiàng ディーゼルエンジンを導 daŏ 入 rù 。EGR システムで「ユーロ5」にも適 shì 合 hé 。
2021年 nián 現 xiàn 在 zaì 。△はエンジンを他 tā 社 shè より供 gōng 給 geĭ を受 shoù けている
アジア諸 zhū 国 guó (日 rì 本 běn 除 chú く)のメーカー[ 編 biān 集 jí ]
韓 hán 国 guó
欧 oū 米 mĭ では複 fù 数 shù メーカーを買 maĭ 収 shoū した持 chí 株 zhū 会 huì 社 shè を丸 wán ごと別 bié の持 chí 株 zhū 会 huì 社 shè が買 maĭ 収 shoū するなど大 dà 規 guī 模 mó な再 zaì 編 biān が進 jìn 行 xíng 中 zhōng であり、かつ合 hé 併 bìng によって消 xiaō 滅 miè したメーカーも多 duō い。
ドイツ
持 chí 株 zhū 会 huì 社 shè Tognum AG の傘 săn 下 xià にある MTU であるが2011年 nián 9月 yuè に Daimler AG と Rolls-Royce plc のジョイントベンチャーである Engin Holding GmbH が Tognum の筆 bĭ 頭 toú 株 zhū 主 zhŭ になった。
MTU
デトロイトディーゼル (米 mĭ )の自 zì 動 dòng 車 chē 用 yòng エンジンを除 chú く事 shì 業 yè を統 tŏng 合 hé
ダイムラー
ドイツ (e:Deutz AG )
Volkswagen AG(フォルクスワーゲングループ)) MAN SE(MANグループの持 chí 株 zhū 会 huì 社 shè ) を買 maĭ 収 shoū
MAN Diesel & Turbo SE :ディーゼルエンジンを開 kaī 発 fā したルドルフ・ディーゼル を擁 yŏng していた。
フランス
スウェーデン
フィンランド
シス
Wärtsiläバルチラ
Sulzerスルザー (スイス)を買 maĭ 収 shoū し(現 xiàn ・バルチラ、スイス)とする
イギリス
ロールス・ロイス・ホールディングス 買 maĭ 収 shoū した旧 jiù ・Bergen社 shè (ノルウェー)の舶 bó 用 yòng ディーゼルが主 zhŭ 体 tĭ 、MTUも買 maĭ 収 shoū
その他 tā
^ ディーゼルは微 weī 粉 fěn 炭 tàn を含 hán むさまざまな燃 rán 料 liaò の使 shĭ 用 yòng を計 jì 画 huà したが、粉 fěn 末 mò 燃 rán 料 liaò の使 shĭ 用 yòng には成 chéng 功 gōng しなかった。1900年 nián のパリ万 wàn 国 guó 博 bó 覧 lăn 会 huì ではピーナッツ 油 yoú での運 yùn 転 zhuăn を実 shí 演 yăn した(バイオディーゼル を参 cān 照 zhaò )。
^ フライホイール のリングギア上 shàng の何 hé 箇 gè 所 suŏ かが、いつもスターターモーターのピニオンギアの位 weì 置 zhì に来 laí る→偏 piān 磨 mó 耗 haò の原 yuán 因 yīn
^ ディーゼルエンジンはスロットルバルブによる回 huí 転 zhuăn 数 shù (出 chū 力 lì )制 zhì 御 yù ではないものの、アイドル時 shí や低 dī 回 huí 転 zhuăn 域 yù の吸 xī 気 qì 騒 saō 音 yīn を抑 yì えるため、コンバインドガバナーのように負 fù 圧 yā を必 bì 要 yaò とする調 diaò 速 sù 機 jī のため、アクセル全 quán 閉 bì 時 shí に酸 suān 素 sù 過 guò 多 duō となって発 fā 生 shēng するNOx を抑 yì えるため、等 děng の目 mù 的 de で、吸 xī 気 qì 管 guăn にバタフライバルブを備 beì えているものがある。この場 cháng 合 hé 、一 yī 般 bān 的 de に言 yán われる「ディーゼルエンジンの吸 xī 気 qì 系 xì は負 fù 圧 yā にならない」は当 dāng てはまらない。
^ この方 fāng 式 shì を初 chū めて実 shí 用 yòng 化 huà したエンジンがマツダ のSKYACTIV-X である。
^ ディーゼ ルサイクルとオット ーサイクルの性 xìng 質 zhí を併 bìng せ持 chí つことから、メルセデス・ベンツ が名 míng 付 fù けた造 zaò 語 yŭ 。
^ ただし、シリンダーブロック や燃 rán 料 liaò タンク に直 zhí 撃 jī 弾 dàn を受 shoù けた場 cháng 合 hé 、ガソリンエンジンに比 bĭ べ爆 baò 発 fā の危 weī 険 xiăn は少 shaŏ ないが、炎 yán 上 shàng する可 kě 能 néng 性 xìng はそれほど変 biàn わらない
^ 農 nóng 業 yè 機 jī 械 xiè では主 zhŭ に耕 gēng 運 yùn 機 jī 、トラクター 、コンバイン や6条 tiaó 植 zhí 以 yĭ 上 shàng の乗 chéng 用 yòng 田 tián 植 zhí 機 jī などがある。
^ 軽 qīng 油 yoú 引 yĭn 取 qŭ 税 shuì が揮 huī 発 fā 油 yoú 税 shuì よりも税 shuì 率 lw が低 dī く、その結 jié 果 guŏ として燃 rán 料 liaò そのものの価 jià 格 gé は高 gaō 額 é である軽 qīng 油 yoú のほうが小 xiaŏ 売 maì 価 jià 格 gé ではガソリンよりも1割 gē 強 qiáng ほど安 ān 価 jià になる。こうした軽 qīng 油 yoú 優 yoū 遇 yù 税 shuì 制 zhì は先 xiān 進 jìn 国 guó に限 xiàn ると日 rì 本 běn のみ[ 35] 。
^ ただし灯 dēng 油 yoú ・重 zhòng 油 yoú を燃 rán 料 liaò 油 yoú にした自 zì 動 dòng 車 chē で公 gōng 道 daò を走 zoŭ ると軽 qīng 油 yoú 引 yĭn 取 qŭ 税 shuì の脱 tuō 税 shuì 行 xíng 為 weì となる。
^ BTL燃 rán 料 liaò は、生 shēng 産 chăn 過 guò 程 chéng と消 xiaō 費 feì 過 guò 程 chéng でのCO2 の量 liàng が等 děng しいことから、カーボンニュートラル とみなされ、京 jīng 都 dū 議 yì 定 dìng 書 shū の目 mù 標 biaō 達 dá 成 chéng には非 feī 常 cháng に有 yoŭ 効 xiaò となる。葉 xié や茎 jīng など、植 zhí 物 wù 全 quán 体 tĭ を原 yuán 材 caí 料 liaò としたセルロース から作 zuò られるBTL燃 rán 料 liaò は、植 zhí 物 wù の種 zhŏng 子 zĭ から得 dé られるデンプン を元 yuán にした植 zhí 物 wù 油 yoú 燃 rán 料 liaò (BDF /バイオ ディーゼル フューエル、SVO/ストレート ヴェジタブル オイル)に比 bĭ べ、植 zhí 物 wù の質 zhí 量 liàng あたりのエネルギー量 liàng は2倍 beì 、同 tóng じ耕 gēng 地 dì 面 miàn 積 jī から得 dé られる収 shoū 穫 huò 量 liàng は10倍 beì 以 yĭ 上 shàng と言 yán われる。雑 zá 草 caŏ などを原 yuán 料 liaò にできるため、食 shí 物 wù 価 jià 格 gé の高 gaō 騰 téng や、水 shuĭ 不 bù 足 zú の問 wèn 題 tí を解 jiě 決 jué する一 yī 助 zhù ともなる
^ 圧 yā 気 qì 発 fā 火 huŏ 器 qì による発 fā 火 huŏ 実 shí 験 yàn の観 guān 察 chá 冷 lěng 凍 dòng 機 jī の発 fā 明 míng で著 zhù 名 míng であったカール・フォン・リンデ は、マレーシア のペナン島 daŏ での講 jiăng 演 yăn に招 zhaō かれたときに土 tŭ 産 chăn として圧 yā 気 qì 発 fā 火 huŏ 器 qì を譲 ràng り受 shoù け、ドイツへ帰 guī 国 guó した。1877年 nián 頃 qĭng 、リンデがミュンヘン工 gōng 業 yè 学 xué 校 xiaò での帰 guī 朝 zhaō 講 jiăng 演 yăn で、この圧 yā 気 qì 発 fā 火 huŏ 器 qì を実 shí 演 yăn して、葉 xié 巻 juàn に火 huŏ をつけた。ルドルフ・ディーゼルは、この講 jiăng 演 yăn を聴 tīng 講 jiăng していた。ディーゼルは「この体 tĭ 験 yàn は、高 gaō 圧 yā 内 neì 燃 rán 機 jī 関 guān を発 fā 明 míng するのに、もっとも大 dà きな刺 cì 激 jī となったもののひとつだった」と回 huí 顧 gù している
Diesel, Rudolf: Die Entstehung des Dieselmotors. Erstmaliges Faksimile der Erstausgabe von 1913 mit einer technik-historischen Einführung. Moers: Steiger Verlag, 1984.
ルドルフ・ディーゼル著 zhù / 山 shān 岡 gāng 茂 maò 樹 shù 訳 yì ・解 jiě 説 shuō : ディーゼルエンジンはいかにして生 shēng み出 chū されたか.東 dōng 京 jīng : 山 shān 海 haĭ 堂 táng 1993.8
Rauck, Max J.: 50 Jahre Dieselmotor : zur Sonderschau im Deutschen Museum. München: Leibniz-Verlag 1949.
Joseph Needham 著 zhù 、山 shān 田 tián 慶 qìng 児 ér 訳 yì 『東 dōng と西 xī の学 xué 者 zhě と工 gōng 匠 jiàng (上 shàng )』河 hé 出 chū 書 shū 房 fáng 新 xīn 社 shè 、1974年 nián 。 NCID BN01279791 。
下 xià 間 jiān 頼 laì 一 yī 「技 jì 術 shù の起 qĭ 原 yuán に機 jī 械 xiè と人 rén 間 jiān の原 yuán 点 diăn をたずねる : 生 shēng 活 huó の知 zhī 恵 huì の多 duō 彩 caĭ な発 fā 展 zhăn 」『日 rì 本 běn 機 jī 械 xiè 学 xué 會 huì 誌 zhì 』第 dì 85巻 juàn 第 dì 758号 haò 、関 guān 西 xī 大 dà 学 xué 博 bó 物 wù 館 guăn 紀 jì 要 yaò 、1982年 nián 1月 yuè 5日 rì 、33-37頁 yè 、NAID 110002473858 。
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ディーゼルエンジン に
関 guān 連 lián するカテゴリがあります。
自 zì 動 dòng 車 chē 部 bù 品 pĭn
エンジン
方 fāng 式 shì 内 neì 部 bù 構 goù 成 chéng 部 bù 品 pĭn 補 bŭ 機 jī 類 leì
動 dòng 力 lì 伝 yún 達 dá 装 zhuāng 置 zhì
足 zú 回 huí り部 bù 品 pĭn
緩 huăn 衝 chōng 装 zhuāng 置 zhì 制 zhì 動 dòng 装 zhuāng 置 zhì 車 chē 輪 lún
照 zhaò 明 míng ・灯 dēng 火 huŏ 装 zhuāng 置 zhì 関 guān 連 lián
その他 tā の部 bù 品 pĭn ・関 guān 連 lián 項 xiàng 目 mù
安 ān 全 quán 装 zhuāng 置 zhì 安 ān 全 quán 技 jì 術 shù ミラー セキュリティ常 cháng 備 beì 品 pĭn オプション部 bù 品 pĭn 空 kōng 調 diaò 設 shè 備 beì 関 guān 連 lián 項 xiàng 目 mù
オートバイ 部 bù 品 pĭn と
関 guān 連 lián 技 jì 術 shù
方 fāng 式 shì 搭 dā 載 zaì 方 fāng 式 shì 冷 lěng 却 què 方 fāng 式 shì 内 neì 部 bù 構 goù 成 chéng 部 bù 品 pĭn 補 bŭ 機 jī 類 leì
照 zhaò 明 míng ・灯 dēng 火 huŏ 装 zhuāng 置 zhì 関 guān 連 lián
その他 tā
安 ān 全 quán 装 zhuāng 置 zhì ・安 ān 全 quán 技 jì 術 shù 常 cháng 備 beì 品 pĭn ・オプション部 bù 品 pĭn ・アクセサリー 関 guān 連 lián 項 xiàng 目 mù 油 yoú 脂 zhī 類 leì
公 gōng 害 haì
典 diăn 型 xíng 七 qī 公 gōng 害 haì
公 gōng 害 haì 事 shì 件 jiàn
四 sì 大 dà 公 gōng 害 haì 事 shì 件 jiàn その他 tā 公 gōng 害 haì 事 shì 件 jiàn 公 gōng 害 haì に関 guān する事 shì 件 jiàn
汚 wū 染 răn 物 wù 質 zhí
行 xíng 政 zhèng 組 zŭ 織 zhī 法 fă 律 lw 関 guān 連 lián 概 gaì 念 niàn
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汚 wū 染 răn と技 jì 術 shù
化 huà 学 xué
規 guī 制 zhì と指 zhĭ 標 biaō
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