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車の燃費向上と排ガス低減を両立させるプレチャンバ―プラグ - 人とくるまのテクノロジー展2022車の燃費向上と排ガス低減を両立させるプレチャンバ―プラグ - 人とくるまのテクノロジー展2022

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これだけでエンジンのリーンバーン(希薄燃焼)を促せるNGKが開発中のプレチャンバ―プラグ
点火プラグで名高いNGK(日本特殊陶業株式会社)では、プレチャンバ―プラグなる製品を開発中とか。
この新たな点火プラグの登場は、今以上の低燃費化と排ガス低減が求められるガソリンエンジン車開発において大きな助けになる可能性を秘めている。
外観は普通の点火プラグと変わりないように見える
外観は普通の点火プラグと変わりないように見える

一般的なガソリンエンジン車は、エンジンのシリンダー内部に送りこまれた空気とガソリンによる混合気に対して点火プラグが着火し燃焼。
その力を動力エネルギーに用いる事で車を走らせている。
その混合気だが、吸入空気量と燃料重量を割った値である空燃比が指標として用いられており、空気と燃料が無駄なく燃焼してくれる比率を理論空燃比として14.7※と定められている。
※ガソリン1gに対して空気が14.7g必要といった感じ。

ただ現在のガソリンエンジンは、ガソリンの割合を少なく空気の量を増やすというリーンバーン(希薄燃焼)が主流。
多くで搭載される直噴エンジンもこの類だ。
リーンバーンは燃費向上と排ガスに含まれる有害物質の低減に効果があるが、反面、混合気が着火しにくく(いわゆる失火状態)、燃焼しきれなかった有害物質を多く含む生ガスを外へ排出してしまう事になる。
そこで各社、確実な着火と燃焼効率向上を目指した様々なトライが行われてきたが、NGKでは、それを点火プラグだけで達成しようと開発を進めている。
発火部が半円状の蓋で覆われているのが特徴。 蓋には不規則な穴がいくつか設けられている。

一見、どこにでもある普通の点火プラグに見えるが、その秘密は電極が露出するはずの発火部を覆う金属製の蓋にある。
半円状のその蓋をよく見ると、細かい穴がいくつか不規則に設けられていた。

この蓋内部、実は副燃焼室の役割を果たすようで、ここで一時的に燃焼したガスを各穴からシリンダーへ送りこむ事で、混合気が充満するシリンダー体積全体を同時着火させる、いわゆる体積着火をさせようという仕組みとの事。
これにより、少ないガソリン割合でも即時に着火できるようになり燃焼速度が向上。
燃費の向上や生ガスの低減に繋がるという。

ちなみに蓋の穴は共通ではなく、車やエンジンの仕様によって径や位置、数が変わる想定となっており、車に合わせて理想の燃焼速度と全運転領域での最適化を追求できる設計となっている。
設計と言えば、外観からもわかるように従来のプラグホールがそのまま使用可能なため、採用にあたりエンジンの設計変更や補器類を増設する必要もない。

個人的には、2段階燃焼とそれを機械的に行わせようとする観点から、エンジンフィーリングとレスポンスが段付きのようにならないかや、それに伴う振動の増加やプラグの耐久性低下といった懸念を思い浮かべた。
ただ開発陣も承知のようで、現在も様々な角度から開発を進めているという。

実現すれば多くのエンジンで理想的なリーンバーンを、それもコストを欠けずに導入できるようになるかもしれない。
あとチューニングパーツとしての実現性だが、車種専用設計となりそうでかなり厳しめ。
しかし、例えば蓋部分をアタッチメントで変えられるようになればもしかしたら。。。
まずは製品化を楽しみに待ってみたい。

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