ノンスロットル可変ミラーサイクル

ＤＲＩＶＩＮＧ ＦＵＴＵＲＥ　　ＢＭＷ　　[2007/05/28]

ＢＭＷテクノロジーフォーラムリポート part1
新開発のガソリン直噴エンジンはいったいどこがスゴい？
http://www.drivingfuture.com/auto/bmw/u3eqp3000008wg3a.php

＞　　これまでのガソリン直噴エンジンとどこが違う？

＞　　理論上では、エンジンの圧縮比を上げればあげるほど、
＞　　そして空燃比をよりリーン（薄く）にすればするほど、
＞　　熱機関としての効率は向上、すなわち燃費は向上する。

＞　　BMWの直噴ユニットは、一般的な4バルブエンジンが、圧縮比10強、
＞　　そして空燃比12前後（λ＝0.8）で混合気を生成しているのに対して、

＞　　圧縮比を12.0まで高めつつ、空燃比の基準値を排気ガスが浄化しやすい
＞　　理論空燃比（燃料1に対して空気14.7）となるλ＝1（ストイキオメトリー）とし、
＞　　熱効率を高めることで燃費性能を向上することをコンセプトとしている。

このページに書かれた、【 燃費が２４％も向上 】と言うのが本当なら、かなり凄いことですね。
個人的には、

可変動弁エンジン ⇒ 可変圧縮比エンジン ⇒ ガソリン直噴エンジン ⇒ 過給ディーゼルエンジン

のように、進化していくのではないかと想像しています。

＞　ＢＭＷとＶＷ

「ＢＭＷ」の話は、下にもあるのですが、こう言う技術的な解説を読んでいると、
日本の自動メーカーより、ドイツのメーカーの方が、技術的にも思想的にも、
５年くらい？は軽く、先を進んでいるように感じてしまいますねぇ。

ノンスロットル可変ミラーサイクル　　（　９１９−）
http://science6.2ch.net/test/read.cgi/kikai/1110551802/919-

＞　919
＞　清水和夫 blog
＞　ＢＭＷ 久々のターボエンジン BMW335iに期待(4) 直噴 vs バルブトロニック　2007/02/09
＞　http://www.startyourengines.jp/blog/staff/2007/02/000327.php

＞　920
＞　ＢＭＷテクノロジーフォーラムリポート part1
＞　新開発のガソリン直噴エンジンはいったいどこがスゴい？
＞　http://www.drivingfuture.com/auto/bmw/u3eqp3000008wg3a.php

　
最近は、誤爆ばっか。。。。ｗ

>>894

＞　バルブを押した後、戻るも変芯カムによ強制的に戻され、普通のまゆ型カムを使った場合、
＞　スプリングで戻しているので、BMWや、後に出てくる、ﾄﾖﾀ、ﾎﾝﾀﾞ、三菱より、高回転型と、
＞　思われる？

「高回転化」に関して、下のような記事が見つかりました。
複雑なバルブ駆動機構になると、やはり高回転化は、難しい技術となるのでしょうね。

74　高回転高出力エンジン用機械式連続可変 (リフト＆開角)動弁機構の開発
http://hatamura.dtdns.net/modules/news/doc/2006aut.pdf

　　　　　２．１．開発目標の設定
　　　　　　　　　高性能エンジンに相応しい走りと良好な燃費を両立させる，
　　　　　　　　　ノンスロットル運転の高回転高出力ガソリンエンジンを実現するため，
　　　　　　　　　次のような開発目標を設定した．

　　　　　　　　　（１） 従来実績のある機械式カム駆動の機構とする．
　　　　　　　　　（２） 回転限界は ８０００ｒｐｍ 以上を確保する．

　　　　　　　　　（３） 最大 １１ｍｍ から最小 ０ｍｍ までのリフト可変範囲を持つ．
　　　　　　　　　（４） 大開角のバルブリフトカーブの時間面積は従来動弁系より減少させない．

　　　　　　　　　（５） 小開角のリフトを極力低下させない．
　　　　　　　　　（６） カムフォロアはローラを使って駆動抵抗を低減する．

　　　　　　　　　（７） 剛性面で不利なHLA は使わない．

>>913
＞　　ホンダは、伝統的にバルブが１ｍｍ開いた時点から、バルブ開度とする

会社内部だけの「設計基準」なら、どのような考え方も、その会社の自由でしょうけど、
外部に公表する場合には、「他社と同じ基準」で、発表して欲しいものだと思いました。
でないと、「他社と比較して考えることが出来ない」ため、判り難いことになりますから。

「１ｍｍ」と言う値に固定して考える方式も、なんだかなー、、、と言う感じはしましたね。
大きいエンジンも小さいエンジンも有り、バルブの大きさも異なるので、最大リフト量の、
【 １０％のリフト量からバルブ開とする 】と言う程度なら、理解できなくもないのですが。。

【自動車】トヨタ新世代技術、バルブマチックを開発［07/06/12］
http://news21.2ch.net/test/read.cgi/bizplus/1181637095/151-

151 ：名刺は切らしておりまして：2007/06/13(水) 03:25:50 ID:veK39EGH
そろそろ答えが出たと思うのですが、
可変バルブの内、リフト量、位相角度を変化させても無意味。
唯一、作用角度範囲を変化させることに意味がある。
なぜなら、リフト量は大きいほど常に良く、
位相角度は早くしても、遅くしても常に中途半端。
それに対して、作用角度範囲の変化は、低速で短く、高速で長くすることにより性能が向上する。
しかし、この作用角度範囲を連続して変化させるバルブ機構は少ない。
唯一、ローバーだけが２重同心円のカムを使用することにより、実現したことがあるが、普及はしなっかた。
ホンダのＶＴＥＣは、低速カムと高速カムの切り替えであり、連続可変バルブではない。
結局、連続可変バルブのうちリフト量、位相角度を変化させるものは、技術的な詐欺であり相手にしてはならない。
本当に技術開発を傾注するべきは、作用角度範囲可変バルブだけであり、似て非なるものに騙されてはいかない。
現在有望なのは、カムを低速、中速、高速と切り替えて使用することだろう。

163 ：某発明家：2007/06/13(水) 07:32:01 ID:WKzNT47Y
>> 151
＞　可変バルブの内、リフト量、位相角度を変化させても無意味。
『 リフト量 』に関しては、小さいバルブクリアランスから、混合気吸い込むときに、
より細かい粒子？になるとかの説明が、ニッサンの技術ページに書かれていた。
本当に、それらの効果が有るのかに付いては、素人なので良くわからない。
本来の目的、「スロットルロスの低減効果」に付いては、スロットル弁で絞っても、
【 バルブの狭い隙間で絞っても 】、その効果は同じと考えられ、この方式では、
効果はないか、有ったとしても僅かだと、個人的には思っている。
『 位相角 』に付いては、高速と低速の場合、吸気と排気のオーバーラップ部分を、
大きくしたり小さくすることで、低速時の安定回転と、高速時の吸気効率向上が、
期待できる、と、説明されているページは多い。

【自動車】トヨタ新世代技術、バルブマチックを開発［07/06/12］
http://news21.2ch.net/test/read.cgi/bizplus/1181637095/151-

164 ：某発明家：2007/06/13(水) 07:33:25 ID:WKzNT47Y
>> 151
＞　本当に技術開発を傾注するべきは、作用角度範囲可変バルブだけであり、
『 作用角度範囲可変 』に関しては、今回のトヨタの方式を含む、多くの会社の、
【 連続可変バルブ機構 】でも、それは既に実現できている。
しかしなぜ、『 リフト量 』の変化も、同時に加えるかと言えば、単に『 作用角 』、
の変化みでは、吸気量を絞り切れないと言う現実が、この【 早締め方式 】には、
付いて回る。
それに対し、【 遅締め方式 】なら、吸気バルブの開いている時間は十分にあり、
制御方法として、『 作用角 』の可変のみで、吸気量は変化させられるのだろう。
しかしそうなると、「吸気を完全停止にしたい場合」などに、吸い込んだ混合気を、
「１００％」追い出す必要が有るが、燃焼室に残った混合気は追い出せないため、
スロットルバルブに完全に置き換えることは、この方式では困難となる。
そのような問題が有るので、各社は【 早締め方式の連続可変バルブ機構 】を、
採用したのだと、私は考えている。

165 ：某発明家：2007/06/13(水) 07:34:29 ID:WKzNT47Y
>> 151
＞　似て非なるものに騙されてはいかない。
君は言い難いこともハッキリ言う人だね。私は知っていてもそこまでは言わない。ｗ
しかし鋭いところを突いた見解であることは、認めよう。
＞　現在有望なのは、カムを低速、中速、高速と切り替えて使用することだろう。
いやそれは完全な間違いだと思う。
「ＢＭＷのバルブトロニック」にしても、「ニッサンのブイベル」にしても、連続的に、
【リフト量】、【作用角】、【位相角】、の全てを変えることが可能で、電磁バルブほど、
理想的とは言えないが、一応満足できる機構に仕上がっている。

>>925
転記thx

>>927
自動車板やニュース板の記事は、すぐ消えて行くので、ここに残しておかないとね。
でもこれらの見解に対し、反論が来ないのが、なぜか不思議な感じもするよな。（ｗ

ははは。

>>926の最後はVANOSも前提か

【リフト量】と【作用角】は、出力の大小に応じて変える。
【位相角】は、回転数の大小に応じて変える。

と言うのが、大まかな定石だと、わたしは思っている。

　
　　∧∧
　(　･●･)＜　何でもいいけど、『 スロットルロス 』の意味を、よく理解して発明しろよ、この能無し！
　　(　　o）

　
　　∧∧
　(　･●･)＜　何でもいいけど、『 直噴 』が普及すれば、こんな機構は不要だからな、この能無し！
　　(　　o）

　
　　∧∧
　(　･●･)＜　何でもいいけど、『 可変ミラー 』なんちゅう、間違った言葉使うなよ、この能無し！
　　(　　o）

このスレも、そろそろ、終わりに近づいたようだぞぃ。

しかし、良く続いたものだ。。

改めて感心して、あげ。ｗ

結局最後はディーゼルってことでＯＫ？

>>936　＞最後はディーゼル

今後、発展すると考えられる「ガソリン直噴エンジン」も、未来はともかく現在は「電気着火」なので、
流石にそれを、ディーゼルエンジンとは、呼べないでしょうね。

圧縮熱により、着火するエンジン全てを、もし「ディーゼルエンジン」と呼ぶとすれば、現在研究中、
と言われている、「ガソリン予混合圧縮着火エンジン」も、ディーゼルエンジンの分類の中に、
入ってしまうものなのだろうか。

まぁ「予混合エンジン」は、結局吸気を絞る必要が有って、今回のような「可変バルブ機構」を使う、
としても、コストアップにつながるので、現在は高価だと言われている、「燃料直接噴射バルブ」が、
安く量産可能になれば、スロットルロスを完全に無くせる「直噴エンジン」が、主流となると思います。

エンジンの形式と言うのは、使うべき燃料によって決められてしまう場合が多く、トヨタの副社長も、
最近語っていたように、将来は、『 ガソリン価格が自動車の燃料として引き合わなくなる可能性 』も、
出て来て、自動車燃料が将来何になるか予測できないことには、その疑問には即答出来ないですね。

NetScience Interview Mail
2000/07/20 Vol.107

[10: ディーゼルエンジンの特徴とガソリンエンジンの特徴は混ざってきつつある]
[11: 直噴ガソリン・エンジン]
[12: ＮＯxとＰＭが出ないディーゼル、予混合圧縮着火エンジン]
http://www.moriyama.com/netscience/Hashimoto_Kotaro/Hashimoto-4.html
http://www.moriyama.com/netscience/Hashimoto_Kotaro/

ということで、シャンシャン。

延命

トヨタのバルブマチック搭載のノア・ボクシーが発表されたが、詳しい作動解説がどこにも
無い！　トヨタのホームページも確認したが詳しい説明は無い、どこかにないかな？

特開2001-263015 (P2001-263015A)

>>940
>>907 ← ここにあるよ。

>>940
http://techon.nikkeibp.co.jp/AT/index.html
ここに詳しく書いてある・・・のかな？

定期購読者対象なので読めない・・・。

ページだけ示しても、なーんも、わからん。

>>940　＞トヨタのバルブマチック

3ZR-FAE(VALVEMATIC・Dual VVT-i)
http://corism.221616.com/articles/0000063678/

Toyota d？veloppe le Valvematic
http://www.leblogauto.com/2007/06/toyota-developpe-le-valvematic.html

現在のところ、この程度の写真しか、見つからないようですね。

>>945
下のはバルトロの絵だね

むむむ。
虫メガネでよく見れば、確かにそんな感じがする。。。

名前に騙されてしまったような。
で、こんどのは正解だろうか。ｗ

Toyota Valvematic　Winding Road Gallery / 2007 Toyota Noah and Voxy /
http://news.windingroad.com/wp-gallery2.php?g2_itemId=5147

ノア・ボクシーの全て　って本にバルブマチックの事詳しく書いてあった。

要は、絞りみたいなドロッパー方式みたいにじゃなくって、
インジェクションみたくデューティー比で出力に必要空気を噴射したいわけでしょ。
でも現実それを突き詰めすぎると、圧縮したときの温度が低すぎてうまく
着火しないから、絞ることもしないといけないのでは。

英語が多すぎてわからん。

開、閉の比で吸気量を調節する。
それだけで吸気量を絞ったとき、圧縮したときの温度が低すぎて、
うまく着火しない。で、絞ることも併用することに。

絞ると逆に、吸気温度が下がる、と言う意見もあった。

>>951
始動の場合のみ、スロットルバルブの「流体摩擦」を使う、と言う考え方ですよね。
しかし最近のバルブトロニックには、スロットルバルブは、付いてないらしいです。

　
だれかそろそろ、次のスレ、立ててけろ。
但し「可変ミラー」と言う言葉は、間違いなので、使わないでちょうだい。

>>949-953
スロットルバルブで、吸気を絞ると
気体流速速度が上がり、圧力は下がる
圧力が下がれば、温度も下がる

ベンチュリ
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%99%E3%83%B3%E3%83%81%E3%83%A5%E3%83%AA

＜　ベルヌーイの定理　＞には、温度のパラメーターは、入っていないと思いますけど。

＞気体流速速度が上がり、圧力は下がる

バルブの極近くは、確かに圧力は下がります。
しかしその理論だと、バルブを通過したあと、
すぐ圧力は、元に戻ります。

＜　ベルヌーイの定理　＞を持ち出してきた時点で、大失敗。
理論の大間違いですね。　ｗｗｗｗｗｗ

>>952〜
バルブトロニックは、開閉タイミングとバルブリフトの併用。
絞りの要素も残しているんです。

絞りで圧力降下させても、温度は下がらない。
圧縮工程で、大気圧に戻った位置では、絞り損失分だけ温度上昇している。
>>953の方法はその応用。
膨張だけで圧力降下させて温度が下がる時の状態のことを断熱膨張って言うんだっけ？
ミラーなのに、そのことが全然語られて無い気がする。
今までのエンジンは、スロットルで吸気量コントロールする事で出力を
コントロールしていた。それが功を奏して低負荷状態でも、安定して
点火できる温度にすることが出来た。スロットルは必要悪な存在。
ミラーを実現するのにそのあたりがネックのひとつになっている。

＞ミラーを実現するのにそのあたりがネック

そこで、
常に【適正で高い圧縮比】の保障される、可変圧縮比エンジンの登場が待たれるところ。

>>959
ほほー！それは良いノンスロッティングでつね。

絞りに頼らない方法として、
高温EGRと排気で温めた高温低密度な空気をミキシングシャッターみたいなもので、
コントロールして低負荷にできないかな？

>>951
空気密度忘れてないか？
スロットルで絞って、空気密度の薄い空気、圧縮しても
全開時と比べたら温度は低くなるだろ！

>>957
スロットルの手前は大気圧だが、スロットル後は負圧になり、
大気圧より低いままになる。

>>961
吸入空気の密度が下がる分確かに低くはなるよ。
だが、同じ密度で吸入したとして、絞り損失がある場所を通過する空気と
通過しないで早閉じにして一旦膨張、圧縮をした空気とで比較したら、温度は高くなる。
圧縮工程は、弁が閉じた位置で大気圧に戻り、そこから始まることになるから
極端に抑えると点火に必要な圧縮温度を得ることが出来ないことに。

リショルムコンプレッサーで

＞　スロットルの手前は大気圧だが、スロットル後は負圧

正解。ｗ

>>949-964

始動時に、スロットルバルブを使用すると、確かに流体の摩擦熱で吸気温度は上がるが、
絞って気圧の下がった分圧縮圧も下がるので、結果的として、点火時の混合気の温度は、
絞らない時より上がることはない、と、私は理解いたしました。

>>959-960　＞　常に【適正で高い圧縮比】の保障される、

　　説明の補足をしましょう。

【 可変圧縮比エンジン 】とは、吸気を何らかの方法で絞った場合にでも、
圧縮した後の、燃焼室内の混合気を、常に高い圧力の状態に保ち、
【 結果的に高い膨張比を得ようとする 】、発想のものです。

言い方を変えれば、これぞ正に、【 可変ミラー 】と呼ぶべきものでしょう。
言ってる意味が、ワッカルッカなぁ〜〜。（ｗ

>>959-960　＞それは良いノンスロッティングでつね。

　　え〜〜〜と。

『 ノンスロッティング 』＝「 スロットルレス 」は、可変圧縮機構とは、直接の関係は有りません。
スロットルバルブで、吸気を絞った場合に作り出される、【 流体の摩擦損失 】を、極力、
発生させないことを目的として、考え出されたものです。

その目的のために、次のような方法が考えられています。

　　Ａ．　バルブの開閉時期を連続的に変え、吸気を制限する。　　（ 例 ： バルブトロニックなど ）
　　Ｂ．　気筒内直噴・成層燃焼エンジンにし、吸気は絞らない。　　（ 例 ： ピエゾ燃料噴射など ）
　　Ｃ．　ピストンストローク長を連続的に変え、吸気は絞らない。　　（ 例 ： 実用例は知りません ）
　　Ｄ．　可変式流量ポンプで吸気を送り込み、吸気は絞らない。　　（ 例 ： 実用例は知りません ）

特に「Ｄ．」の方式は、余り知られていませんが、減圧も加圧（過給）も出来るポンプを使い、
結果的に、流体摩擦の発生するバルブ類は使いませんので、スロットルロスも、
少なくとも原理的には、発生しないと予想されている方式です。

>>967
結局機構が違うだけで容積可変で吸気することにに変わりないじゃないですか。
吸気バルブ早閉じで控えめにすおうと、ポンプを可変速にしても絞り損失は少なく出来る。
しかし、過給器のようなもので控えめにコントロールしようとすると
過給器の仕様の圧縮圧力とインマニの圧力が合わず、過給器出口付近で急速な空気の往復が
起こる分、損失につながるし、余計な機械運動があるから余りこの方法は、聞かないのでは無いでしょうか。
やっぱ、シンプルに早閉じにしたほうがよいと思うよ。

＞バルブの開閉時期を連続的に...　は、間接的には、圧縮比可変と絞りを併用したことと同じ。
タイミングのセッティングで、圧縮比を上げずに膨張比を上げる事が可能。
でも、絞ったら断熱圧縮、膨張変化ではなく、絞りの損失熱も加わるから、圧縮比可変と
いえなくなる。
上死点をA、中間をC　下死点をBとして、Cで早閉じ、残りのBまで断熱膨張、BからCへ
断熱圧縮、結局は、Cまで吸い込んだこととなりC,B間は断熱膨張、断熱圧縮を往復しただけで
仕事はしていない。結果、CからAまで圧縮することになり、圧縮比が下がったといえる。
それらの結果、膨張比をあげることが出来るようになる。しかし、たっぷりと吸気が出来ず、
高出力形には向かないので、インタークーラーで十分冷やした効率的な過給が望まれる。
極端な例だが、気筒休止エンジンは、完全にバルブを閉じてポンピングロスを回避して
いるので、その応用例と言える。

＞気筒内直噴・成層燃焼エンジン
ディーゼルみたく噴射量で、出力を絞る方式なのだが、排気中に多量の酸素
が含まれる。従来からの三元触媒が使えず、なんだかのNOx対策が必要。
現在は、この方向で研究がされているようですね。
＞ピストンストローク長を...
バルブの開閉時期を連続的に変化させることで同じ効果が得られるので、
パス。
＞可変式流量ポンプで吸気を送り込み
やはり、Aと同じ効果が得られるのでこれもパス。
今後は、AとBの併用で進展してくと思われる。

>>>967　←　訂正。

　　Ａ．　バルブの開閉時期を連続的に変え、吸気時間の大小で混合気量を変化させ、出力制御する。
　　Ｂ．　気筒内直噴・成層燃焼エンジンにし、吸気圧力はそのまま、噴射燃料の大小だけで出力制御する。
　　Ｃ．　ピストンストローク長を連続的に変え、吸気圧でなく、工程の大小で混合気量を変化させ、出力制御する。
　　Ｄ．　可変式流量ポンプで吸気を送り込み、吸気圧力の大小で混合気量を変化させ、出力制御する。

「Ａ．〜Ｄ．」と、それぞれ方式は異なるが、流体摩擦を発生させる「絞り弁」は、上のどの方式にも、
存在しないので、基本的には、スロットルロスの存在しないことが理解できると思う。

>>968
＞　結局機構が違うだけで容積可変で吸気することにに変わりない

確かに、「Ｂ．」の方式以外では、「圧力や容積」を変えることで、吸気量を可変している。
そもそもスロットルロスとは、その「 吸気制限の方法に起因する事柄 」なので、
その制限方式を変えることで、解決する事柄であると言える。

>>969
＞　タイミングのセッティングで、圧縮比を上げずに膨張比を上げる事が可能。

まったくの、大まちがい。

世間では、「圧縮比可変エンジン」などと呼ばれているこの方式の実態は、
圧縮した時点の混合気の圧力を、理想的な値に常に高めておくものを言う。

理想的な圧縮比や、高い膨張比を、リアルタイムに実現しようとすれば、
吸入する吸気の量に合わせて、燃焼室の容積を、即座に変える必要が有る。

様々に変わる吸気量や吸気圧力と、燃焼室の容積から、燃焼室での圧縮圧は、
どのようにすれば計算できるのか、その計算方法さえ理解できれば、
この方式の必要性も、理解できるのだが。。。