交通>自動車技術の進展状況と東京モーターショー
今回のモーターショーは環境技術展示はとぉっても地味。
・自然環境フォーラム電子会議に登録された発言を、自然環境フォーラムが整形したものです。
・Interwayのボタンをクリックすると、@niftyのInterway経由でログインし、そのリストの先頭
発言に移動します(@niftyのIDが必要→いいわけ)。転載以降の議論の状況をお知りになりた
い場合などにご利用ください。なお、時間が経つと、このリンクは切れる場合があります。
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+-283 2001/04/16 安藤 眞 交通>FCEVの実状
+-461 2001/10/09 安藤 眞 RE:交通>FCEVの実状
+-466 2001/10/18 安藤 眞 RE:交通>FCEVの実状
+-470 2001/10/24 安藤 眞 RE:交通>FCEVの実状
+-285 2001/04/16 安藤 眞 交通>改質式FCEV燃料の本命は?
+-289 2001/04/17 安藤 眞 RE:交通>改質式FCEV燃料の本命は?
+-286 2001/04/16 安藤 眞 交通>内燃機関の逆襲?
+-287 2001/04/17 くわがた RE:交通>内燃機関の逆襲?
+-288 2001/04/17 安藤 眞 RE:交通>内燃機関の逆襲?
+-291 2001/04/18 くわがた RE^2:交通>内燃機関の逆襲?
+-294 2001/04/19 安藤 眞 RE:交通>内燃機関の逆襲?
+-460 2001/10/09 安藤 眞 RE:交通>内燃機関の逆襲?
+-462 2001/10/11 くわがた RE^2:交通>内燃機関の逆襲?
+-471 2001/10/24 安藤 眞 RE:交通>内燃機関の逆襲?
+-475 2001/10/26 くわがた RE^2:交通>内燃機関の逆襲?
+-476 2001/10/26 安藤 眞 RE:交通>内燃機関の逆襲?
+-472 2001/10/24 安藤 眞 交通>東京モーターショー速報
+-473 2001/10/24 猫が好き♪ RE:交通>東京モーターショー速報
+-474 2001/10/25 安藤 眞 RE:交通>東京モーターショー速報
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#283 VZC03003 安藤 眞 交通>FCEVの実状
(11) 01/04/16 17:27 007へのコメント
みなさん、こんにちは(^^)/。
すっかり遅くなっちゃいましたが、nifty:FENV/MES/11/167 で予告しました
>「走るクルマができた」ということと「クルマという商品になった」という
>ことでは意味がぜんぜん違う
というお話について書きたいと思います。
クルマという商品は、基本的に車道のあるところなら、どこでも使えるよう
でなければいけません。それにはまず、想定されうるあらゆる温度で、問題な
く動く必用があります。
そんなわけで、新型車開発時には、アラスカまで行って耐寒テストをしたり、
カリフォルニアのデスバレーまで行って酷暑テストをするのですが、安全率を
見込んだ要求性能は、現在、−40℃〜+80℃ぐらいを設定しているメーカ
ーが多いようです。
で、燃料電池電気自動車(以下FCEV=Fuel Cell Electric Vehicle)な
んですが、この対温度性能の確保が問題になってきます。
自動車用燃料電池の本命と目されている固体高分子膜型(PEM型)燃料電
池の場合、水素イオンを酸素極に移動させる際、イオン交換膜を通過するのに
水が介在している必用があるんですね。
ですから燃料電池の水素極に水素を供給する際に、加湿器で水分を供給する
必用が出てくるんです。
一旦、燃料電池が動き出してしまえば、反応後に排出される水蒸気を加湿に
利用できるのですが、始動時に備えて水タンクと供給系を搭載しておく必用が
あります。
ところが、水は0℃で凍ってしまうんですね(^^;。
そんなわけで、水の凍結対策をどうするのかというのが、まだはっきりして
いません。恐らく、水循環系に電熱線を張り巡らせ、凍っても瞬時に溶かすよ
うな方法を取ることになると思いますけれど、そうなるとある程度の容量を持
った二次電池を搭載する必用がある上に、二次電池の低温性能も保証しなけれ
ばならないという困った事態に直面することになります。
液体燃料を改質しながら走るFCEVの場合、改質反応の段階で水が必用で
す。炭化水素を熱分解した際に発生するCOは、PEM型燃料電池の触媒を劣
化させてしまうため、水を熱分解して発生した酸素と反応させて、CO2にし
てしまう必用があるのです。
いずれにしても「水を凍らせないか、瞬時に溶かすシステムが必用」という
点では変わりませんけど(^^;。
それから高温側ですが、ここにも解決しなければならない問題があります。
PEM型燃料電池の場合、作動温度を70〜80℃に保っておく必用があり
ます。それ以上高くなると、固体高分子膜が損傷する可能性が出てくるのです。
ところが、酸素と水素の化合が発熱反応であるため、放っておけば温度は上
がってしまうので、冷却システムを組んで温度管理をしてやる必用があります。
いちばん現実的なのは、燃料電池の各セルに冷却パイプを巡らせて、冷却水
で冷やした上、ラジエーターで熱を逃がすという方法なのですが、ここにもや
っかいな問題があります。
発熱反応といっても、内燃機関の燃焼ほど高温になるわけではありませんか
ら、冷却水の水温も、エンジンのそれほど上がりません。ところが冷却効率と
いうのは、冷媒と外気温の温度差が大きい方が高くなるわけで、水温が低いほ
ど大きなラジエーターが必用になってしまうのです。
となると冷却水の量も沢山必用で、クルマは重くなるし、冷却ポンプや冷却
ファンの駆動損失で熱効率も低下していきます。
「システムをいかに小型化できるかが課題」としているFCEVには、頭の痛
い話ですね(^^;。
BMWなんかは「将来はFCEVより、水素エンジン。FCは補機駆動専用
に使う」と言って、作動温度1000℃の固体酸化物型FCを開発しています。
これだとエンジンの冷却系がそのままFCの冷却にも使えそうですから、案外
「あり」かも知れません。
(FCを補機専用とした場合、大型トラックなんかで仮眠するようなケースで、
キャビンの空調をするためだけに2万ccのエンジンをアイドリングさせる必用
が無くなるわけで、こういうのの開発にもちっと力を入れてくれないかなぁと
思うのであった)
それ以外に、振動に対する物理的耐久性や、負荷変動&停止・起動に伴う熱
衝撃耐久性など、確認しなければならないことは山ほどあります。このへんは
材料と構造の問題なので、克服するのはそう難しくないと思いますが。
まあそんなわけで、「横浜で走行テストが始まった」と言われても、「実用
化近し!」とは思えず、元エンジニアとしては、逆に「まだ横浜あたりでしか
テスト走行できないレベルなのね(^^;」と思ってしまうのでありました。
それと余談なんですが、かのGMは1979年に「2001年にはすべての
クルマが電気自動車になる」と予測していましたが、結果はご覧の通りです。
……ので、FCEVもそうなる可能性があることは担保しておいたほうが良い
んじゃないかと思います。
安藤 眞(Ando Makoto)
@日本自動車研究者&ジャーナリスト会議(RJC)幹事
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#461 VZC03003 安藤 眞 RE:交通>FCEVの実状
(11) 01/10/09 16:40 283へのコメント
nifty:FENV/MES/11/283 へのコメントです。
「エンジンテクノロジー」という雑誌に、北海道大学で行った燃料電池(FC)
の低温作動試験の報告が出ていました。
この実験で問題としていたのは、加湿系の凍結ではなく、イオン交換(発電)
後に生成した水の、触媒上での凍結でした(※1)。
※1:超低温での加湿は諦めているように見えます(^^;。加湿しないと効率
が極端に低下するのですが、ドライガスでも起動させることはできる
そうです。
結論なんですけど、「−20℃の環境下でも、供給ガス温度を20℃以上ま
で加熱して、供給空気量を2倍に増やせば、自立運転は可能」としています。
ということはつまり「供給ガス加熱系が必用」「コンプレッサー容量の拡大
が必用」ということになります。
前者は、機器の追加と効率の低下、後者は、機器の大型化と駆動損失の低下
を招きます。
で、某FCEV開発者に「凍結対策はどうするの? ヒーター付けるの?」
と聞いてみたら、「今でさえ軽量化に苦労しているのに、これ以上、後付けの
機器を増やすのは考えられない」だって(^^;。
高温側も、だいぶ苦労しているようですね。
このメーカーの新しい実験車を見たら、ラジエーターは同サイズガソリン車
の4倍ぐらいありました(^^;。ちなみに車重は1.7トン強。コンパクトカー
サイズでこの車重では、排ガスや燃費は良くなっても、走行騒音・振動、道路
粉塵は悪くなっちゃうんじゃないでしょうか(^^;? 衝突時の破壊力も大きく
なるわけだし、大丈夫か?FCEV!
安藤 眞(Ando Makoto)
@日本自動車研究者&ジャーナリスト会議(RJC)幹事
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#466 VZC03003 安藤 眞 RE:交通>FCEVの実状
(11) 01/10/18 11:51 461へのコメント
nifty:FENV/MES/11/461 へのコメントです。
GMの燃料電池ワークショップに行って来ました。
会場には、オペル・ザフィーラというミニバンをベースにしたFCEVの3
世代目モデルが展示されていました(カットモデル)。
液体水素を断熱タンクに入れて使うダイレクト水素方式で、二次電池は搭載
されていません(※1)。機器類はほぼガソリンエンジン車と同じ大きさにな
り、居住性は犠牲になっていませんでした。ラジエーターもガソリン車のもの
が付いていました。
※1:エネルギー回生と停車時のスタック停止で節約できるエネルギーは、
日本の10・15モードで12.1%、高速走行モードで0.6%
だということで、費用対効果は微妙なところだそうです。
もう1台、ガソリン改質機式のモデルも展示してありました。が、ベースは
シボレーS−10というピックアップトラックで、荷台の半分を改質機が占め
ていました(^^;。
ダイレクト水素方式のほうは、温度対策はずいぶん進んだようで「−20℃
でも30秒で100%出力に達する。アリゾナで気温42℃の中でテストした
が、100kmを約1時間で走りきった」と言っていました。
低温対策は、プロトン交換膜の加湿を内部で完了するようにして、外部加湿
を廃止したということです。
で、まぁ、これを聞いて「おお、やはり実用化は近いのか!」と驚いていて
は、この商売はやっていけないのですね(^^)。※2
というわけで、終わった後にエンジニアを捕まえて聞いてみました。
※2:驚いて騙されてしまった人の方が、商売が成り立っているという現
実もあるのだが(--;。
まず、低温側です。これは、加湿系の凍結の話に終始してしまい、カソード
側に出てきた水の凍結については「今は答えられない」ということでした。加
湿系を廃止した新方式の詳細発表のときに教えてくれると言っていましたが、
ホントに大丈夫なのかは不明です。
また、外気温条件では「−20℃でも大丈夫。スタックだけなら−40℃で
も起動する」と言っていましたが、ソーク(事前にどれくらいその気温で放置
するか)時間は聞き忘れました(^^;。モーターショーで聞けたら聞いてきます。
つぎに高温側です。正直言って、ラジエーターがガソリン車と同じだったと
いうのにはぶったまげました。「もしや、何か新しいプロトン交換膜の材料が
開発されて、作動温度を100℃以上に上げたのか?」と思って作動温度を聞
いたら、
「85℃だ」
だって(^^;。
まあ、以前より高温作動になったとはいえ、これであのラジエーターでは冷
やせるわけがありません。そこで「本当に大丈夫なのか? ○○のはこれくら
いのラジエーターが3つ付いていたぞ」って言ったら、
「確かに高温側は厳しい。耐久性をどの程度に設定するかの違いじゃないかな」
ということだそうで(^^;。
アリゾナのテストも、100kmを1時間で走ったと言うことは、時速100
kmで走りっぱなしなんですよね。高速走行中はむしろ、走行風がラジエーター
にたっぷり当たるので、冷却はそんなに厳しくないんです。
しかも最高速度150km/hのクルマだそうなので、2分の1負荷ぐらいし
かかけられないということになります。
確実に進歩はしているようですけれど、耐久条件にエクスキューズが付いて
いるうちは実用化は難しいでしょう。
それより、
「燃料電池の市場規模は、ポータブル型と自動車だけで20億ドルが見込まれ
る。インフラ整備も新たな公共事業になるし、.comブーム後の新たな経済成長
の可能性を期待している」
と言ったキット=グリーン氏の言葉が、妙に記憶に残っているんですよねぇ。
なんともアメリカ人らしくて、「本音はこっちか?」って思っちゃいました(^
^;。
安藤 眞(Ando Makoto)
@日本自動車研究者&ジャーナリスト会議(RJC)幹事
- FENV MES(11):●自然と環境 未来への海図27・北極海 -
#470 VZC03003 安藤 眞 RE:交通>FCEVの実状
(11) 01/10/24 18:55 466へのコメント
nifty:FENV/MES/11/466 へのコメントです。
東京モーターショーに行って来ました。
> また、外気温条件では「−20℃でも大丈夫。スタックだけなら−40℃で
>も起動する」と言っていましたが、ソーク(事前にどれくらいその気温で放置
>するか)時間は聞き忘れました(^^;。モーターショーで聞けたら聞いてきます。
GMのブースに行ったのですが、説明員がいませんでした。
「探してきてくれ」と頼んだのですが、30分経っても来ないので諦めました。
代わりにトヨタのブースに行って、温度について聞いてみたのですが、「プ
ロトン交換膜の中の水分凍結が厳しいから、氷点下の温度下に長時間、置いて
おくことはできません。一旦、起動してしまえば、−20度でも凍ることはな
いと思います」ということでした。
GMのは「燃料電池スタック内だけで加湿を賄い、外部加湿を廃止したので、
−20℃でも起動が可能になった」という話だったので、やっぱり氷点下で放
置すればスタック内の水分が凍ってしまうのは避けられないはずです。
高温側については「ラジエーターの厚みを増やして冷却水量を増やし、フロ
ントグリル開口部をベース車の2.6倍にして対応しています」ってことでし
た。
ついでにダイムラー・クライスラーのブースにも寄ったのですが、こちらは
すでに発表済みのnecar5(メタノール改質式)があっただけでした。こ
っちは改質機に加湿系が必用ですから、低温はずっと厳しいでしょうね。
低温・高温側とも、
「克服すべき課題ですね」
だって(^^;。
>「燃料電池の市場規模は、ポータブル型と自動車だけで20億ドルが見込まれ
>る。インフラ整備も新たな公共事業になるし、.comブーム後の新たな経済成長
>の可能性を期待している」
> と言ったキット=グリーン氏の言葉が、妙に記憶に残っているんですよねぇ。
>なんともアメリカ人らしくて、「本音はこっちか?」って思っちゃいました(^
>^;。
FCEVって「サスティナブル(持続可能)」がキーワードだと思うんです
けど、これって「右肩上がりの経済成長」に対する反省から出てきたはず何だ
けどなぁ(^^;。
安藤 眞(Ando Makoto)
@日本自動車研究者&ジャーナリスト会議(RJC)幹事
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#285 VZC03003 安藤 眞 交通>改質式FCEV燃料の本命は?
(11) 01/04/16 17:28 007へのコメント
みなさん、こんにちは(^^)/。
表題の件、改質型FCEVの燃料に、ダイムラー・クライスラーはメタノー
ル、トヨタGMエクソン連合はガソリン改質を主張していることは、この会議
室をお読みならご存じのことだと思いますが、ちょいと興味深いデータを見つ
けました。大元はAPI(アメリカ石油協会)のデータですが、ぼくのは「エ
ンジンテクノロジー(山海堂)」からの孫引きです(^^;。
燃料製造効率 走行効率 総合効率
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
ガソリン内燃機関 85% 23% 20%
ハイブリッド 85% 36% 31%
水素(※)FCEV 53〜56% 50% 26〜28%
メタノール(※)FCEV63% 36% 23%
ガソリンFCEV 85% 36% 31%
※:天然ガスから製造
どんな走行状態を想定した効率かは書いてありませんが、ガソリン内燃機関
の総合効率から判断すると、恐らく40マイル(64km/h)ぐらいの定地走行時の
効率だと思います。
これだけ見ると、ガソリン改質FCEVの総合効率が最も高いことになりま
す。が、FCEVの効率って意外と低いと思いませんか?
気になるのは、ディーゼルエンジンの効率が書かれていないことです。ガソ
リン内燃機関が20%も行くならば、ディーゼル内燃機関は30%ぐらいにな
るはずです。そうなると、ほとんどFCEVと変わらないわけで、何のために
FCEVを開発しているのかわからなくなってしまいますね(^^;。
もちろん、太陽光発電やバイオマスから水素を作るのであれば、ゼロエミッ
ションとしての価値はありますけれど、化石燃料から水素を作っている間は、
説得力がなくなっちゃいます。
ディーゼルの場合、排ガス中の汚染物質の問題がありますが、硫黄分50
ppm以下の軽油が売り出される2003年以降、連続再生式トラップが実用化
されれば、ガソリン車並みのレベルまで下げられると見られています。
しかも、都市部の大気汚染の主役は大型ディーゼルで、これのFCEV化が
できなければ、大気汚染抑制効果は期待できないわけです。ところが大型トラ
ックというのは、乗用車の20倍ぐらいの耐久性が必用ですから、乗用車でで
きたからと言ってすぐ大型トラックに水平展開できるかと言えば、そうはいか
ないわけですね。
まあ、この手のデータは「自分たちの主張に都合の良いものだけを出す」と
いうことが往々にしてあるわけで、鵜呑みにするわけにはいかないのですけれ
ど、「FCEVに過大な期待はかけない方がいい」ということは考えておいた
ほうが良いのではないかというお話でした。
安藤 眞(Ando Makoto)
@日本自動車研究者&ジャーナリスト会議(RJC)幹事
- FENV MES(11):●自然と環境 未来への海図27・北極海 -
#289 VZC03003 安藤 眞 RE:交通>改質式FCEV燃料の本命は?
(11) 01/04/17 09:45 285へのコメント
nifty:FENV/MES/11/285 の補足です。
表の「燃料効率」は、井戸からクルマの燃料タンクまでということです。
安藤 眞(Ando Makoto)
@日本自動車研究者&ジャーナリスト会議(RJC)幹事
- FENV MES(11):●自然と環境 未来への海図27・北極海 -
#286 VZC03003 安藤 眞 交通>内燃機関の逆襲?
(11) 01/04/16 17:28 007へのコメント
みなさん、こんにちは(^^)/。
以前、鳥一でBMWの電磁駆動給排気バルブの話でくわがたさんと盛り上が
ったことがありました。そのときの結論は「本気じゃなさそうだねぇ」という
もので、どうやら当たりだったようなのですが、今度は本気と思われるものが
出てきました(^^;。
まず、BMWですが、機械的に吸気バルブのタイミング&リフト量を連続可
変制御する「バルブトロニック」という機構を開発し、イギリスのハムスホー
ル工場で量産開始した模様です。
この機構が搭載されるのは、1.6〜2リッター4気筒のガソリンエンジン
で、吸気バルブの開閉を連続か変化することによって、スロットルバルブを廃
止した「ノン・スロットリングエンジン」だということです。
これでミラーサイクルの実現性が出てきたわけで、直噴ディーゼル並みに低
燃費なガソリンエンジンが出現するかも知れません。
フィアットも、同様の目的の仕掛けを開発したそうですが、こちらはハイド
ロリック・バルブラッシュアジャスターに電磁バルブを付けたような構造でバ
ルブの開閉を制御するようです。
このシステムをランチアの2.4リッターガソリンエンジンに装着したとこ
ろ、燃費は12%向上したそうです。
また、1.2リッター4気筒のコモンレール式ディーゼルに試験採用したと
ころ、燃費は100km/リッターを記録した上、多少の改良で、ヨーロッパの
2005年排気規制を40%も下回る排ガス性能を達成できる見込みだという
ことです。
安藤 眞(Ando Makoto)
@日本自動車研究者&ジャーナリスト会議(RJC)幹事
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#287 ZVA01750 くわがた RE:交通>内燃機関の逆襲?
(11) 01/04/17 06:45 286へのコメント
安藤 眞 さん こんにちは
しつもんです。(^^)/
巷では電磁バルブなる言葉が行き交っていて色々な意味に使われています、BM
Wの電磁駆動給排気バルブも単に電磁バルブと紹介されているし。
フィアットの「電磁バルブ」は「給排気バルブ」ではなく、ラッシュアジャスタ
ーという言葉から連想するにオイルの経路を開閉する電磁駆動「油圧弁」という
事でしょうか。
BMWは一挙にスロットルレス迄行っちゃったんですか。
従来型のカムの延長だとだと開角を小さくするとリフトが出ない。つー事はアイ
ドル付近ではリフト殆どゼロでしょうか。スロットル併用と比べて何がメリット
なんでしょうね。ま、部品は減るし大開度でのロスも多少減るでしょうけど、ス
ロットルは枯れた技術なんで付けておけば何かと便利な気がします。
或いは卵形のカムではなくて全く新しい機構を考えたんでしょうか。
何時の間にか量産開始という事だけど、開発に何年くらいかかったんでしょう。
環境問題的に嬉しい事ではありますが、老人の感性は置いてかれてます。(^^;
くわがた 旧ID(LDM02323)
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#288 VZC03003 安藤 眞 RE:交通>内燃機関の逆襲?
(11) 01/04/17 09:44 287へのコメント
nifty:FENV/MES/11/287 へのコメントです。
くわがた さん、こんにちは(^^)。
>フィアットの「電磁バルブ」は「給排気バルブ」ではなく、ラッシュアジャスタ
>ーという言葉から連想するにオイルの経路を開閉する電磁駆動「油圧弁」という
>事でしょうか。
こちらの情報は「自動車工学(2001/2号87ページ)」の訳文からな
ので、現物を確認したわけではありません。が、下記の記述から、ユニットイ
ンジェクタのような仕掛けをバルブの上に載せたんじゃないかと想像しました。
「バルブ開閉時期やリフトの量は自由に変えられる。カムシャフトは使われる
が、これはエンジンオイルを溜めるリザーバからの油圧を介してバルブに作用
する。(中略)このリザーバには高速の電磁式タップが付けられており、流出
するオイルの量を変えることができて、これで燃焼室のバルブ開閉はカムシャ
フト形状のままとなる」
※:たぶんこれを訳した人は、どんなものか想像できていない(^^;。
> BMWは一挙にスロットルレス迄行っちゃったんですか。
>従来型のカムの延長だとだと開角を小さくするとリフトが出ない。つー事はアイ
>ドル付近ではリフト殆どゼロでしょうか。
極端な「遅閉じ」をやっているのかも知れませんよ(^^;。
(それでアイドルが安定するのかは謎)
>なんでしょうね。ま、部品は減るし大開度でのロスも多少減るでしょうけど、ス
>ロットルは枯れた技術なんで付けておけば何かと便利な気がします。
こっちは断面図を見ました。側面図しかないので正確な動作はわからないの
ですが、カムシャフトとロッカーアームの間に、偏心シャフトでレバーレシオ
が連続可変するアシストリンクを挟んでいるようです。
>何時の間にか量産開始という事だけど、開発に何年くらいかかったんでしょう。
突然、出てきましたからねぇ(^^;。
今年中にもリリースされるという話なので、そのときにエンジニアが来日し
たら聞いてみます。
安藤 眞(Ando Makoto)
@子守唄の里・五木の村おこしを勝手に応援するよそもんの会
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#291 ZVA01750 くわがた RE^2:交通>内燃機関の逆襲?
(11) 01/04/18 10:40 288へのコメント
安藤 眞 さん こんにちは
やはり電磁駆動油圧バルブによってコントロールされる油圧駆動給排気バル
ブ・・・・舌を噛みそう(^^;
BMWのものも、カムと給排気弁の間に介在している可変伝達機構がオイルか
らロッカーアームとアシストリンクに換わっただけで、原理的には似たような物
という感じですね。
そんなものでスロットルレス迄行けるんですか。
開角を小さくするとリフト量が減るのを積極的に利用しているのかなぁ。
(その程度の機構ならトヨタがやっていないという事は無さそうだけど。)
エンジニア来日報告楽しみにしています。
くわがた 旧ID(LDM02323)
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#294 VZC03003 安藤 眞 RE:交通>内燃機関の逆襲?
(11) 01/04/19 05:42 291へのコメント
nifty:FENV/MES/11/291 へのコメントです。
くわがた さん、こんにちは(^^)。
>そんなものでスロットルレス迄行けるんですか。
推測の域を出ないんですけど、「実はスロットルバルブ付き」という可能性
もあるような気がしてきました(^^;。アイドリング〜極低負荷時はスロットル
で吸入空気量をコントロールして、バルブの開閉だけで吸気量をコントロール
できる領域になったら、スロットルを全開にしてしまうとか。
そうすれば、ブレーキの真空倍力装置も使えるし……って、今後はハイドロ
ブースターが主流になるかも知れませんけど(^^;。
安藤 眞(Ando Makoto)
@子守唄の里・五木の村おこしを勝手に応援するよそもんの会
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#460 VZC03003 安藤 眞 RE:交通>内燃機関の逆襲?
(11) 01/10/09 16:40 291へのコメント
nifty:FENV/MES/11/291 へのコメントです。
くわがた さん、こんにちは(^^)。
>エンジニア来日報告楽しみにしています。
実は5月に「BMWテクノロジーフォーラム」というのがあって、話を聞い
てきたのですが、報告がすっかり遅くなっちゃいましたm(__)m。
で、仕掛けそのものは、「ロッカーアームとカムシャフトの間にアシストリ
ンクを挟み、アシストリンクの真ん中をカムで押す。アシストリンクの一端に
付けた偏芯カムを回してレバーレシオを変え、バルブタイミングとリフト量を
連続可変制御する」というものでした。偏芯カムは、ステップモーターとウォ
ームギヤで駆動します。
頭に余計な機構が載っているので、ヘッドはかなりでかいです(^^;。通常の
DOHCの5〜6cm増しって感じで、搭載に当たってはエンジンを傾けている
模様です。
スロットルバルブは装備されず、アイドリング領域までバルブリフトのみで
制御しているそうです。バルブリフト量は1mmあれば、バルブ部での絞り損失
は無視できるレベルになるという話でした。
開発の狙いは「部分負荷領域でノンスロットリング化することによる燃費向
上」だそうで、316tiに搭載した状態で、14%の実用燃費改善に成功したそう
です。6分の1負荷では、2500rpmまでの領域で10%の(※1)燃費削減を達
成しています。ちなみにユーロテストサイクル(ECE+EUDC)では、7.6L/100km
(13.2km/L)が、6.5L/100km(14.5km/L)(※2)へと、約17%向上しています。
※1/※2:もらったグラフから「えいやっ」で読んだので、微妙に違うか
も知れません(^^;。
ガソリン直噴方式も考えたそうですが、エミッションコントロールが難しく、
将来、苦労しそうだからやめたとのこと。特に世界市場をにらんだとき、リー
ンNOx触媒の硫黄被毒への対応がネックになるのを嫌ったそうです。それと、
NVH(Noise/Vibration/Harshness=騒音・振動・荒っぽさ)性能が悪くな
るのも、直噴を嫌った原因だそうです。
排ガス対策は、3元触媒と二次空気導入で、ユーロ4のSLEV(スーパー
ローエミッションヴィークル)基準OKとのこと。
エンジンのスペックは、
ボア×ストローク = 84 × 81 mm(ボアピッチは91mm)(※3)
排気量 1796cc
圧縮比 10
最高出力 85kw(115.6馬力)@5400rpm
最大トルク 175Nm(17.9kg-m)@3900rpm
※3:このモジュールで、L4・L6・V8・V12のラインナップを揃え
る予定だそうです。
ということです。
ベースエンジン比で8kw/10Nmの性能向上だそうですが、1000〜2000rpm
のトルクは若干、低下しています(もらったグラフから読みました)。
興味深いのは圧縮比ですね。
せっかくノンスロットリングにしたのに、全負荷時にはミラーサイクルを使
っていません。
「圧縮比は14ぐらいに上げた方がいいんじゃないの?」
って聞いたら、
「それじゃノッキングする」
だって(^^;。
「だから全負荷時でもバルブを早閉じしてミラーサイクルで回せば……」
って言ったんですけど、英語が下手なんで通じませんでした(;_;)。
安藤 眞(Ando Makoto)
@日本自動車研究者&ジャーナリスト会議(RJC)幹事
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#462 ZVA01750 くわがた RE^2:交通>内燃機関の逆襲?
(11) 01/10/11 07:42 460へのコメント
安藤 眞 さん こんにちは
スロットルレスをやれるんですね。
バルブトロニックは前回のRESの後、HPでみつけたので、安藤さんの説明は良
くわかりました。
例えば、此処とか見たんですが・・・ただしドイツ語?なので中身は???
http://webwheels.vinden.nl/automotor/autotechn/bmw/bmw2.htm
バルブ開口時間はシムで制御して、リフト開始タイミングはカムシャフト先端に
ついているお釜でカムシャフトの位相を変えて制御でしょうか。
アイドル状態ではピストン速度が遅い上死点付近でしかバルブが開かないので、
時間当たり流量が少ないので可能なんでしょうね。(早閉じミラーという前提で
の話ですが。)
時間当たり流量が少ないと、バルブ開時間もスロットル開度から連想するよりず
っと長いでしょうし、バルブリフト量が少なくても抵抗にならないでしょうから。
14%とか17%とか向上した比較エンジンはどのていどの性能と考えれば良い
のでしょうか。
このクラスで1796ccで14.5km/Lというのはかなり画期的ですか。
>「だから全負荷時でもバルブを早閉じしてミラーサイクルで回せば……」
> って言ったんですけど、英語が下手なんで通じませんでした(;_;)。
ミラー効かすと実質圧縮比が下がるから、誤解を生じないようにビミョーな言
い回しが必要にになるのかも。(^^;
もっとも、最大負荷付近じゃないと14の膨張比は大きすぎるのでエンジンを重
くしたく無いとかいう判断で使ってないのであり、言葉は通じていたという可能
性も有るかも知れませんね。
***************
このツリーではミラーだのアトキンソンだのと言い合っていますが、早閉じ、
遅閉じミラーのアニメを下のURLにUPしてあります。ご存知無い方はどうぞ。
素材作りの為のテスト用のサイトですがお遊び的に多少の解説もつけてあります。
アトキンソンエンジンはフラッシュ版が未完成ですが、リンク先に完成品GIF
アニメも有るので動きを見る事は出来ると思います、ただし、ネスケならOKで
すがIEだと動きがおかしくなるかも知れません。
http://www.ne.jp/asahi/do/tsubo/atkinson/atkinson.htm
くわがた 旧ID(LDM02323)
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#471 VZC03003 安藤 眞 RE:交通>内燃機関の逆襲?
(11) 01/10/24 18:56 462へのコメント
nifty:FENV/MES/11/462 へのコメントです。
くわがた さん、こんにちは(^^)。
東京モーターショーに行って来ました。
>バルブ開口時間はシムで制御して、リフト開始タイミングはカムシャフト先端に
>ついているお釜でカムシャフトの位相を変えて制御でしょうか。
いえいえ。
吸気バルブ駆動系のいちばん上に付いている偏芯カムを回すだけで、どっち
も制御できているようです。秘密はアシストリンクの固定方法にあるようなの
ですが、いまひとつ良くわかりません(^^;。
このアシストリンク、ロッカーアームとの接触面形状を変えるだけで、バル
ブリフト曲線まで変えられちゃうんですよね。
そうそう、このバルブトロニック機構を搭載した3シリーズが、11月24
日に発売になります。
BMWのブースはローバーグループひとまとめだったため、新型MINIに
注目が集まっており、バルブトロニックはぜんぜん目立ちませんでした(^^;。
これってすごい技術なんだけどなぁ。
安藤 眞(Ando Makoto)
@日本自動車研究者&ジャーナリスト会議(RJC)幹事
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#475 ZVA01750 くわがた RE^2:交通>内燃機関の逆襲?
(11) 01/10/26 05:16 471へのコメント
安藤 眞 さん こんにちは
> このアシストリンク、ロッカーアームとの接触面形状を変えるだけで、バル
>ブリフト曲線まで変えられちゃうんですよね。
すばらしい!!
http://webwheels.vinden.nl/automotor/autotechn/bmw/bmw2.htm
の絵ってこんな風ですよね。
--------- ↓ウォームギア
|Motor -------
---------
歯車で角度を ( \○←ここにトレース用のローラーが接触
変えられる → \●) \\
カム1 ------- ← アシストリンクからヒールが突き出している。
| ↑ /
| ヒールはここでシャフトにおしつけられている。
| / ヒールは図のように直線では無いと思う
| | ヒールの形状がフォロアー2の位相を決める
| |
ローラー | |カム2(バルブ開閉カム)
フォロアー2 | | *
↑ | * *
位相 | ○* ● *
↓ | * *
| | *
| |
| |
| |
 ̄ \ \
○\|←バルブロッカーアームを押す足の”あやしい”曲線
↑
ロッカーアームのローラーフォロアー3
最初見た時ヒールの傾きや形状で位相を変える事を疑ったんですが、絵では2
つの異なった開度のローラーの位置が同じに描かれていたので位相を変えるのは
やっていないのかと思っていました。
その疑問は置いておいて、ヒールの形状と下の怪しい曲線がうまく協力すれば位
相とリフトを同時に変えられそうですね。
そうだとすると、これらの曲線の決定なんて人知の及ぶ所とは思えません。こん
ぷーたの勝利でしょうか(^^; (しっかし、条件絞り込むのは人間の役目だ
からなぁ)
或いはドイツにはPID制御から弾道計算迄カムと歯車でやっていた古の業が生き
残っているのでしょうか。(日本と違ってそれも有りそう)
古の業を基本として基本機能を確保できれば、後は発達したセンサ技術によって
フィードバックを行って運転感覚を実用的なものに出来るという事でしょうか。
>これってすごい技術なんだけどなぁ。
すごすぎ。
バルブ開面積が小さい時などのバラツキなんぞも問題無いんでしょうね。わた
しなんぞしょっちゅうキャブのバランス調整やってましたけど。
使用頻度の大きい1/5開度くらいまでをミラーでやれば省燃費効果は十分で、
アイドル付近にはスロットルを併用しているのかと思っていました。
今でも、なんだか信じられないくらいすごいような気がしてます。
完全にミラーやっちゃったら、火花点火機関の主だった改良は終わりのような気
がするんだけどなぁ(^^;
くわがた 旧ID(LDM02323)
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#476 VZC03003 安藤 眞 RE:交通>内燃機関の逆襲?
(11) 01/10/26 09:20 475へのコメント
nifty:FENV/MES/11/475 へのコメントです。
くわがた さん、こんにちは(^^)。
すごい力作の図、ありがとうございましたm(__)m。
↑
端から図面化は諦めたヤツ(^^;
BMWのテクノロジーフォーラムで、1度だけ動画で作動の様子を見たので
すが、偏芯カムが回転すると、アシストリンクが開閉カム上をなめるような動
きで移動するんですよね。
でも詳細な動きは、目が3個ないとわかりませんでした(^^;。
>今でも、なんだか信じられないくらいすごいような気がしてます。
>完全にミラーやっちゃったら、火花点火機関の主だった改良は終わりのような気
>がするんだけどなぁ(^^;
そのすごさに誰も気が付かないと言うのもすごいです(^^;。
ノン・スロットリングがなんなのかわからなかったとしても、この時期に来
て、実用燃費で13%も上がるっていうだけでも驚いて欲しいんですけどね。
大騒ぎした割には看板倒れだったGDI報道時の反省かしら(^^;。
安藤 眞(Ando Makoto)
@子守唄の里・五木の村おこしを勝手に応援するよそもんの会
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#472 VZC03003 安藤 眞 交通>東京モーターショー速報
(11) 01/10/24 18:56 007へのコメント
みなさん、こんにちは(^^)/。
東京モーターショーに行ってきました。
今回は、環境関係の展示は地味でしたね。
理由は「ゴールが見えた」と「頭打ちになった」ということのようです。
まず、ディーゼルの排ガス系は、低硫黄軽油の導入が決定したため、リーン
NOx触媒+酸化触媒+連続再生式トラップの採用で、ガソリン車の「優LE
V」(平成12年規制の50%減)基準達成が見込めるとのこと(いすゞ)。
各社ともこの方法に落ち着くようです。
耐久基準が低い乗用車に関しては、「ディーゼルは排ガスが汚い」というの
は、もうじき過去の話になりそうです。
その他、トヨタがディーゼルハイブリッドで47km/l(10・15モード燃
費)を達成したというコンセプトカーを展示していました。
いすゞもディーゼルハイブリッドは開発しているとの話で、2トントラック
ぐらいまでは、ハイブリッドで行けちゃうかもしれません(が、本コメント最
終項も参照下さい)。
FCEVに関しては、別発言にも書きましたが、頭打ち的状況ですね。
耐低温・高温性能がネックになって、新しいステップには進めていないよう
です。
この点を克服するためには、−30℃でも凍らない液体でプロトン交換がで
き、120℃で連続使用に耐える耐熱性を持つ高分子材料を開発する必用があ
るでしょう。
二次電池の電気自動車は、自治体主導のシティコミューターとして活路を見
いだしつつあるようですけれど、FCEVも、下手するとそうなっちゃうかも
知れませんね。
それと、日産が、来春発売の次期マーチに、後輪をモーターで駆動する4W
Dも採用するとのことです。
が、単に駆動するだけで、エネルギー回生はやらないとのこと。二次電池の
重さと値段を嫌った結果だそうで、ハイブリッド化による燃費向上は諦めたと
いう話でした。
ハイブリッドも「重さと値段」に関しては、頭打ちのようですね(^^;。
安藤 眞(Ando Makoto)
@日本自動車研究者&ジャーナリスト会議(RJC)幹事
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#473 SDI00600 猫が好き♪ RE:交通>東京モーターショー速報
(11) 01/10/24 22:33 472へのコメント
うっ、先を越されてしまった(=・_・、=)。というわけでおいらも東京モーター
ショーに行ってきました。
んで、プレスキット類は宅配便で送っちゃったし、写真はまだ現像できてな
いしってわけで、うろ覚えの記憶で。
また、中身については安藤さんを信頼した方が安全。
*
えー、今回何が困ったってあーた、いったいどこがどのメーカーのブースな
のかが、わけわかんないことです。
前回はまだ再編が始まったとはいってもそれぞれにてきとーにブランド別の
ブースを作ってました。クライスラーとメルセデスは別ブースとか。
今回はもーしっちゃかめっちゃか。自動車業界に詳しいひとならわかるかし
れないが、おいらにはわからない。ついでに、プレスキット類についても、同
一ブース内でブランドごとに出してるメーカーがけっこうあって、要するに何
を見れば展示配置がわかるのかがわからないところが多くて、どこに何が置い
てあるのかを把握するのがもうたいへん。
ここらへんは、「おめーらもーちっとこう、展示に工夫しろよ」というのが、
その昔モーターショウのお仕事もしてたおいらの感想です。
んで、国産メーカー・外国メーカーの区別も吹き飛んでおりまして、いまご
ろこんなことを言っててはニブすぎるんだが、自動車業界の再編ってすごかっ
たんだなぁ、と、しみじみしちゃいました。
ちなみに、大胆な連合ブースを出していたのは、「GMグループ(ジェネラル
モータース/サーブ/オペル/いすゞ)」「フォードグループ(フォード/ア
ストンマーティン/ジャギュア/ヴォルヴォ/マツダ)」「ダイムラー・クラ
イスラー」そして「トヨタ・ダイハツ」でしたね。
今回は、安藤さんのレポートにもあるように、環境ネタは地味。中身が地味
なだけじゃなくて、そもそも環境訴求展示が地味だったりなかったり。
このあたりは、環境訴求をやらなくちゃいけない大メーカーが隘路に陥って
いるということの他に、弱小メーカーがここ一発の環境訴求ショーモデルを出
せる状況になくなった、ということが大きかったように思います。どーでもい
いような、本気で開発する気もないような車のモックアップに「ハイブリッド」
だ「燃料電池」だという看板をはっつけた車を置いておける場所がなくなった
ということでしょうかね。
まあ、環境展示って意味では地味になっちゃったんですが、そのかわり、屋
根に太陽電池を張り付けて「駐車中も充電できます」なんちゅうくだらない訴
求をするショーモデルとかがなくなっていて(これは前々回の話で前回は消え
ていたが)、そのあたりはすっきりしてて良かった。
*
ほんで、概況。詳しいことは、プレスキット類の宅配便が届いてから書くか
もしれないが(あんまし期待はしないで)。
全般に環境展示が轟沈している中で、ひとりやたら気を吐いていたのがトヨ
タ。何考えてるんだ、みたいな怒涛の環境展示(=^_^;=)。環境展示コーナーが
いちばんでかかったのがトヨタじゃなかったか。
まずはハイブリッド群。プリウスをはじめとするハイブリッド3車を並べ、
アクリル造形モデルをどーんとおっ立ててました。
それから、FCEV(燃料電池自動車。トヨタの言い方だとFCHV)も3台並べて
ました。確かガソリン改質型・高圧水素型・高圧水素型のコンパクトカー、で
はなかったか。
また、低燃費のコンセプトモデルも出してました(と思う)。
よそが環境訴求をたいしてやってない中で、アクリルモデルを含めれば実に
2桁の環境訴求車展示をやってたわけで、ま、やたら目立ってましたね。前回
はたいした環境訴求展示をやってなかっただけに、落差がすごかった。
ただ、中身があるかどうかは、よくわかりません(=^_^;=)。そのあたりの評
価は差し控えます。
あとはなんだろうなあ。
ホンダは、昨年のFCEVコンセプトカーみたいなものはなくて、いっきなしの
トーンダウンという感じ。
マツダは、自社ブースとでんき自動車館にFCEVを2台出してました。だから
どうしたってほどのものではないような感じでしたが。
BMW は、バルブトロニックの現車を展示してはいましたが、バルブトロニッ
クそのものに関する展示は、実に「なーんもなし」。なしって、をい(=^_^;=)。
なんかないかと聞いたらボンネットを開けて見せてくれましたが、それだけだ
と「なんかシリンダヘッドがでかい、えらくぶっさいくなエンジン」つう印象
にしかならないんですよ。パネルくらい作ってこいよ(=^_^;=)。
低燃費車類は、それなりに実用的な環境配慮自動車としてもっと目立っても
良いように思ったのだが、意外と目立ってなかった。
あ、そいから、前回同様今回もバラード社はブースを出していなかったよう
なんですが、部品系展示にはいくつか燃料電池だのハイブリッドだのに関連す
るものが出てましたね。自動車用とは言っていなかったが、デルファイのブー
スとか日立のブースとかには燃料電池も置いてあったし、NOK だったかな、の
ブースには燃料電池用補機類が展示されていました。
こっちに関連パーツ類が出始めるというのは、「それなりに業界は動いてい
る」ことの証拠であったりもして、まあ、歩みは遅いかもしれないけれども、
少しづつ燃料電池やらハイブリッドやらも地に足をつけはじめている、という
感じはしました。
ああもうひとつ。
なんか毎回やってる電気自動車の展示ですが、今回は夢物語のよーなものは
比較的影が薄く、シティコミュータ系の管理システムがメインの訴求だったよ
うに思いました。まあ、正常進化でしょう。
んで、会場内を電気自動車のデモ隊がうろうろしてて笑えました(=^_^;=)。
*
しかしなー。それにしてもなんだなー。会場を一周してプレスキットもらう
だけで歩くのヤになるくらい重い荷物になるんだよな。なんかもう、CD-ROMだ
けでいいからそれにコンパクトにまとめてくれ、とか思うです。それも、ろく
でもない仕掛けとかはいらない、シンプルに画像ファイルとテキストファイル
をスタティックなhtmlにまとめた程度のものでいい、と思う。
まあお祭りだからしょーがない面もあるのだが、この「無駄に派手なのが偉
い」というメーカー側の発想をなんとかせんことには自動車にはほんとに未来
がないんじゃないか、なんて思った今日このごろでした。ではまた。
- FENV MES(11):●自然と環境 未来への海図27・北極海 -
#474 VZC03003 安藤 眞 RE:交通>東京モーターショー速報
(11) 01/10/25 09:31 473へのコメント
nifty:FENV/MES/11/473 へのコメントです。
猫が好き♪ さん、こんにちは(^^)。
> このあたりは、環境訴求をやらなくちゃいけない大メーカーが隘路に陥って
>いるということの他に、弱小メーカーがここ一発の環境訴求ショーモデルを出
>せる状況になくなった、ということが大きかったように思います。
あはは(^o^)。
F社は「うちは出せるようなもんがない」って苦笑していました(^^;。
> 全般に環境展示が轟沈している中で、ひとりやたら気を吐いていたのがトヨ
>タ。
(中略)
> ただ、中身があるかどうかは、よくわかりません(=^_^;=)。そのあたりの評
>価は差し控えます。
ハイブリッドのアクリルモデルは、プリウスやエスティマなどの市販モデル
だったんじゃないでしょうか? ← よく見ていないらしい(^^;。
FCEVはクルーガーVベースで、これも既発表モデルですね。
新しいステップに踏み出す可能性を感じさせないという意味では「中身はな
い」と言っちゃっても良いかも知れません。
> ホンダは、昨年のFCEVコンセプトカーみたいなものはなくて、いっきなしの
>トーンダウンという感じ。
広報のM氏に聞いたら、
「前回、大々的に出しましたから、『続けて出すのはやめよう』ということに
なりまして」
なんて言っていました(^^;。
こっちも、見せたいほどの進化があれば見せたがるわけで、見せていないと
言うことは、まだ新しいステップに踏み出す可能性が見えてこないということ
でしょう。
……という話は、ホンダミーティングでエンジニアに質問したときの感触か
ら言っても、多分当たっていると思います。
> BMW は、バルブトロニックの現車を展示してはいましたが、バルブトロニッ
>クそのものに関する展示は、実に「なーんもなし」。なしって、をい(=^_^;=)。
やーい、見落としてやんの(*^^*)。
……と言っても、クルマの脇に立っていた液晶パネルにちっちゃなエンジン
透視図があっただけですけどね(^^;。ぼくも一度は見落として、帰る直前にも
う一度見に行って、やっと気づいたくらいでした(^^;。
フォルクスワーゲンのW型エンジンみたいな動作モデルぐらい、あってもい
いと思うんだけどなぁ。それだけ「真似されたくない」ということかも知れま
せんが(※1)。
※1:特許のすり抜けは、各社ともうまいですからね(^^;。
>るものが出てましたね。自動車用とは言っていなかったが、デルファイのブー
>スとか日立のブースとかには燃料電池も置いてあったし、NOK だったかな、の
>ブースには燃料電池用補機類が展示されていました。
デルファイの固体酸化物型FCは、BMWの水素エンジン車の補機駆動用に
開発が進んでいます。固体酸化物型なら、耐外気温の問題はありませんから、
BMW方式(※2)って、けっこう正しいかも知れません。
※2:内燃エンジンで水素を燃やし、補機駆動を固体酸化物型FCでまか
なう。二次電池を搭載していなくても、アイドルストップ時にエア
コンなど快適装備の使用が可能。固体酸化物型FCは起動時間が長
いのが欠点だが、起動するまではエンジン駆動のジェネレータで補
える。ジェネレータは、FC発電時は補機駆動モーターとして転用
すれば無駄はない。ほぼ実用レベル。
> しかしなー。それにしてもなんだなー。会場を一周してプレスキットもらう
>だけで歩くのヤになるくらい重い荷物になるんだよな。なんかもう、CD-ROMだ
>けでいいからそれにコンパクトにまとめてくれ、とか思うです。
賛成(^^;。
安藤 眞(Ando Makoto)
@日本自動車研究者&ジャーナリスト会議(RJC)幹事
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