マツダ技術開発長期ビジョン説明会：SKYACTIV-X（スカイアクティブX） ついにきた！　SKYACTIV-X（スカイアクティブX）　マツダの完全に制御された圧縮着火エンジン

• 2017/08/09

• Motor Fan illustrated編集部 鈴木慎一

  

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マツダは、8月8日、都内でマツダ技術開発長期ビジョン説明会を開催した。見所、聞き所に溢れた説明会だった。まずは、注目のSKYACTIV-X（スカイアクティブX）について説明しよう。技術説明を行なったのは、マツダの研究開発・MDI・コスト革新統括担当取締役専務執行役員の藤原清志氏だ。
(8/8 11:30に追記しました）
8/8 12:09に、「ミスターエンジンこと人見光男役員がHCCIについて、こう語っていた」を追加しました。

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マツダが何度も説明で使っている「理想の燃焼に向けたロードマップ」で、現在のSKYACTIV-G、SKAYACTIV-Dは1stステップにあたる。今度のSKYACTIV-Xは次のフェーズということができる。

SKYACTIV-Xの特徴は、噂通り、圧縮着火エンジンだ。圧縮着火＝Compression Ignitionだ。

次世代のガソリンエンジンの姿は、かねてからHCCIだといわれてきた。HCCIとはHomogeneous-Charge Compression Ignition＝予混合圧縮着火のことだ。HCCIはガソリンをディーゼルエンジンのように自己着火させて、CO2削減とクリーンな排気を両立させる究極の燃焼方式と言われてきた。

しかし、HCCI燃焼をコントロールすることが難しく、またHCCI燃焼ができる領域もごく限られていた。

また、HCCIからSI燃焼（Spark Ignition＝火花点火）の切替が難しいというハードルがあった。

マツダが目指したのは、
CCI=Controlled COmpression Ignition
「完全に制御された圧縮着火」燃焼
だという。

HCCIがなぜ究極の燃焼かと言うと、極めて薄い混合比で燃料を燃やせるからだ。圧縮着火とは、ディーゼルエンジンのように、混合気を圧縮比、スパークプラグの火花点火なしに燃焼させることだ。

かつてメルセデス・ベンツもディゾット（DIESOTTO）という名前でHCCIに挑戦していた。その名前と通り、ディーゼル（DIESEL）とオットー（OTTO）のいいとこ取りのはずだった。のだが、技術の壁は厚く、結局、いまのところ実現していない。

HCCIは、世界中の自動車メーカー、研究機関、研究者が開発を競っていた（いる）燃焼方法で、現在のF1エンジンにも、噂では採り入れられているという。

HCCIとは、日本語だと予混合圧縮着火になる。つまり、「燃料と空気を予め混合した混合気」を圧縮して自動着火させるわけだ。

今回のSKYACTIV-X（スカイアクティブX）の場合、CCI（Controlled Compression Ignition＝制御された圧縮着火）とか、SPCCI（Spark Controlled Compression Ignition＝火花点火制御圧縮着火）というような説明があったが、「H」の文字はなかった。つまり、今回のSKYACTIV-X（スカイアクティブX）は、予混合（ポート噴射）ではなく、燃料筒内直接噴射（DI）なのだろう。予混合するためには、シリンダーに入れる前に、燃料と空気を混ぜておかなけければならいからだ。

マツダが開発したCCI燃焼は、CI（圧縮着火）とSI（火花点火）の切替がスムーズにできるようになったということだ。

ブレークスルーするべきポイントは、「圧縮着火燃焼範囲を拡大しつつ、燃焼の切替を完全に制御する技術」だったという。

現在の技術では全域HCCI燃焼は難しい。となると、点火プラグ（Spark Plug）が必要だ。ならば、その点火プラグを制御因子に活用しよう、とマツダは考えた。

ということで、マツダが開発したのは

SPCCI
Spark Controlled Compression Ignition
火花点火制御圧縮着火

という手法だ。

先ほど、圧縮着火燃焼は極めてリーンな混合気を燃やすと書いた。通常のストイキオメトリー（ストイキ＝理想空燃費）＝14.7（燃料1gに対して空気14.7g）よりもずっとたくさんの空気と混ぜた混合気を燃やすわけだ。

今回のマツダのSKYACTIV-X（スカイアクティブX）の場合は、プレゼンによれば、空燃比36.8：1という通常のストイキの倍以上の空気を混ぜた混合気を燃やす。

これまでHCCIが超えられなかったハードルのひとつは、HCCI涼気が軽負荷あるいは中負荷の一部だけしかHCCI燃焼ができなかったところにあったが、今回のマツダのSPCCI燃焼では、高負荷時は、「高応答エアー供給機」によって圧縮空気を供給するという。

この「高応答エアー供給機」については、今回説明がなかった。どんなデバイスなのか興味深い。