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2016年8月13日 (土)

初心者向け”インジェクション制御”ってなんだ?番外編#4

最新の自動車技術を紹介します。

内燃機関はまだまだ、改善、進化の余地がありますね

でも、だんだん複雑になってくるとチューニングはやり難くなりそうですね。

元ネタ記事:http://www.roadandtrack.com/new-cars/car-technology/g6767/the-12/

※以下は、元ネタ記事(英文)の要約です。忠実な全訳ではありません。

これらは、エンジン、モータなどの推進機構に関連する技術で、未来の車の性能を向上させると思われる。

■ICE
過去130年間、炭化水素を燃料とする、往復運動するピストンによる、Internal Combustion Engine:内燃機関が世界で活躍してきた。

そして、それが効果的に自動車の推進力として独占していた。

しかし、その支配的な地位は、今後何十年かに活発な革新が起きることで変わるであろう。

馬から自動車に変化したように。

■48-Volt Electrical Systems: Electric Accessory Drives
48ボルト電装システム。

最近は、いろんな電装部品の増加で現在の12V発電機では追いつかなくなるほど、自動車の消費電力が増えているが、12Vでは2、3kWが限界らしい。

しかし、48Vであれば、10kWまで増やすことができるらしい。

現状のエンジンは、ウォーターポンプ、オイルポンプ、エアコン...など、いろんな付属機構を動かしているが、これらの付属機構が電化されれば、かなりエンジンの負荷も軽減さ、10%ぐらい燃費もよくなるだろう。

すでに、ベントレーのSUVベンタイガや、アウディのSQ7 TDI等には、48Vの電装システムが搭載されていて、アウディのSQ7には、電動のスーパーチャージャーが搭載されている。

48-Volt Electrical Systems: "Mild Hybrids"
現行のプリウスのようなハイブリッドシステムは、昇圧回路により、電圧を500Vにしているそうだが、48Vの電装システムであれば、人体に安全な60V以下の電圧で、ハイブリッドシステムができるそうです。

ただし、プリウスのようなフルハイブリッドではなく、ガソリンエンジンをアシストする”マイルドハイブリッド”という範囲ですが。

Advanced Cylinder Deactivation
気筒休止エンジン

80年代からある技術だが、Advanced(先進的)がついているので、さらに進んだエンジンと言うことだろう。

V8エンジンの、2気筒、あるいは4気筒を状況に応じて休止させる技術。

日本ではホンダが、VCMと呼ぶシステムを持っていますね。
http://www.honda.co.jp/tech/auto/vcm/

■Fuel-Cell Plug-In Hybrids
フューエルセルにプラグインハイブリッドをつけたシステム。

記事には、2017年にメルセデスベンツ・メトリスがフューエルセル・プラグインハイブリッド車を販売するそうです。

現状フューエルセルを販売しているホンダも、プラグインモデルを追加するようです。
http://response.jp/article/2016/04/22/274039.html

■Conformable Hydrogen Storage Tanks
FCVに必要な水素燃料タンク。

写真はトヨタの物の用ですね。カーボン繊維でタンクを作ってるそうです。
タンク:http://autoprove.net/2014/08/51093.html

アメリカの政府機関ARPA-Eが、天然ガスを蓄えることができるタンクを開発したらしく、それが水素タンクにも使用できるだろうと書かれていて、

それを使えば小さく、もっとフレキシブルな水素タンクにすることができるらしい。

■Silicon Anode Batteries
シリコンアノード電池。

シリコンをリチウムイオン電池の負極に使うと効率がよくなるらしい。

■Camshaft-Less Engines
そのまんま、カムシャフトがないエンジン。

如何にVtecであろうと、バルブタイミングは、機械的構造に縛られていますが、各バルブをアクチュエーターで動かすことで、いかようなタイミングにも変化させることができるってことです。

すでにケーニグセグのエンジンで実用化されています。(動画もあります。)
http://www.roadandtrack.com/new-cars/future-cars/videos/a27838/how-koenigseggs-wild-freevalve-engine-runs-without-camshafts/

これを、クラシック・ミニに後付けできれば...

■Turbine Plug-In Hybrids
ガスタービンで発電する、PHVですね。

トラック向けに考え出されたようです。

現状、プリウスなどのハイブリッドシステムをトラックに持っていくと、バッテーリは膨大な量になり、容量が小さすぎる。

トラックにとっては、積み荷スペースは大事なエリアなので、大量のバッテリーを積載することは不可能。

そこで、ガスタービンを使ったPHVとなったそうです。

積載スペースを残しつつ、バッテリーは最小限で、不足分をガスタービンで発電するようになっているそうです。

■Electric Superchargers
電動スーパーチャージャー。

モーターでスーパーチャージャー、ターボを動かすんですが、モーターにすることで小型化、ターボラグをなくすことができるそうです。

さらに、ブーストをかけないときはモータを発電機として、バッテリーに充電できるそうです。

前提としては、48V電装システムが必要なようです。

■Solid-State Batteries
その名のとおり、固体の電解質を使用したバッテリー。

リチウムイオンバッテリーは液体の電解質を使っているそうですが、これは固体の電解質を使用し、安全性、性能が向上しているそうです。

文中には、結晶電解質?とか書かれてます。

■Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI)
プラグがないガソリンエンジンで、ディーゼルエンジンのように自然発火により動作します。

効率と環境性能を両立することができるそうです。

どうやって着火をコントロールしているのか?

日産の解説ページにリンク
http://www.nissan-global.com/JP/TECHNOLOGY/OVERVIEW/hcci.html

■Variable Compression Ratio
可変圧縮比エンジン。

通常は、クランクシャフトをマルチリンク化して圧縮比を変更するそうです。

しかし、重くなり、摩擦抵抗などが大きくなるため、バルブの開閉時間で圧縮比を変更すると記事には書いています。

バルブが開いている時間を長くして圧縮を抜いて、調整するんだと思います。

日産ではすでにクランクシャフトをマルチリンク化して実用化するようでう。
http://www.nissan-global.com/JP/TECHNOLOGY/OVERVIEW/vcr.html

元ネタ記事:http://www.roadandtrack.com/new-cars/car-technology/g6767/the-12/

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