マツダ「スカイアクティブ-X」の革新性とは？　「夢のエンジン」、発想の転換で実用化

• 2017.08.16
• 鈴木ケンイチ（モータージャーナリスト）

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トヨタとの提携発表の記憶も新しい2017年8月8日、マツダは技術開発の長期ビジョン説明会を開催し、そのなかで革新的なガソリン・エンジン「スカイアクティブ-X」を発表しました。その注目の技術とはどのようなものでしょうか。

そもそも「予混合圧縮着火」とは？

「予混合圧縮着火」とは、エンジンの燃焼室のなかの混合気（＝燃料と空気を混ぜたもの）を、ぎゅうぎゅうと圧縮して、その圧力で燃料に火をつける方法です。着火は圧力なので、通常のガソリン・エンジンとは違って「燃料を燃焼させるための点火プラグ（後述）」を必要としません。また、点火プラグでは燃えないような薄い混合気（＝燃料が少ない）でもエンジンを回すことができます。つまり、燃費が良くなります。

　従来のガソリン・エンジンも圧縮を行いますが、「予混合圧縮着火」は、さらに圧縮を強めて、燃料が自己着火するまで温度を高めます。ディーゼル・エンジンもまた圧縮を行いますが、燃料は燃焼室の、圧縮され発火点を越えた高温の「空気」のなかへ供給されます。一方、「予混合圧縮着火」は、名前にもあるように、燃料をあらかじめ空気と混ぜてあり、その混合気を圧縮します。

　こうすることで「予混合圧縮着火」では、あらかじめ空気と混ぜてある燃料が燃焼室内全体で一斉に燃えます。従来のガソリン・エンジンの、点火プラグからスタートして、徐々に周辺部へと“燃え広がる”ものとは違った燃え方です。そうした燃え方のため、少ない燃料でも、ピストンを押す強い力が得られるのです。

　ただしこの予混合圧縮着火という方法は、加速減速を繰り返すクルマには使いにくいという問題がありました。温度によって着火するのですから、重要なのは温度の管理です。ところが、エンジンの燃焼室内の温度を自在にコントロールする技術が確立していません。狙ったとおりに回転数を上げたり下げたりするのが難しく、回転数や求められる出力によっては、どうやっても着火しない領域もありました。

　そのため、従来通りの点火プラグで着火する方式も併用する方法がこれまで有力と見られてきたのですが、そうなると、圧縮着火と点火プラグ着火の切り替えが難しくなります。制御できないのでは、クルマには使えません。そうした問題の解決が難しいため、予混合圧縮着火（HCCI）は“夢のエンジン”と呼ばれていたのです。