ディーゼルエンジンは、シリンダー内で圧縮されて高温になった空気に、軽油を噴射して爆発させる仕組みだ。圧力と温度が高すぎると、軽油と空気が十分混ざらず不完全燃焼し、すすやＮＯｘが発生してしまう。
ヨーロッパで人気のディーゼルエンジンの改良のアプローチは 燃料噴射のタイミングを電子制御で最適化したり、排ガスに尿素水を吹き付けて化学反応でＮＯｘを減らす方法。
マツダや他社ももこうした新しい環境技術を欧州仕様車に採用していたが、ＮＯｘ除去装置を搭載すると、車両価格が高くなる。もともとディーゼルが普及していないため、日本市場では売れないと判断、技術も停滞していた。
そこで、ＮＯｘ除去装置が不要なエンジンを目指して開発されたのがスカイアクティブ－Ｄだ。
1．シリンダー上部の燃焼室の容積を広げて、すすやＮＯｘの発生要因となる「圧縮比」を１４．０と世界最低レベルに下げることで不完全燃焼を抑制。
2．シリンダー内の圧力が低くなることで、エンジンの「骨格」に当たるシリンダーブロックをアルミ製に変えることが可能となり、これまでより25㎏の軽量化を達成。
3．ただ、圧縮比を低くすればするほど、低温下でのエンジンの始動性や、暖機運転の安定性が下がるデメリットも伴う。
4．課題を解決するためにマツダが取り組んだのは、燃料噴射装置のさらなる精密化。燃焼１回当たり最大で９回の噴射を可能とし、状況に応じた最適な燃料噴射パターンで確実にエンジンがかかるようにした。
また、排気される前の高温のガスを一部逆流させ、シリンダー内の温度を高める「排気可変バルブ機構」により、暖機運転の安定性も向上。
5．大小のターボを使い分ける「２ステージターボチャージャー」を搭載、すすやＮＯｘを抑制し ながらエンジン回転数に応じた最適な燃焼を可能にした。
ハイブリッドの前に内燃機関としてのエンジンをきちんと改善するという
マツダというメーカーのエンジンへの取り組みはかなりまじめで正攻法だと思う。