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4ストローク・エンジンの進化とガソリンとの関係についてご説明します。

ガソリンエンジンは、「吸入」、「圧縮」、「燃焼」、「排気」という4つのサイクルを繰り返す4ストローク・エンジンが一般的です。このエンジンは150年近く前に特許が取得されて以来、多くの改良が加えられてきました。このページでは、4ストローク・エンジンの進化とガソリンとの関係についてご説明します。

エンジンを作動させる4つのサイクルの原理はほぼ変わっていませんが、細部は日々進化しています。今日においては、できるだけ少ないガソリンから多くのエネルギーを引き出すことが重視されています。その実現には、バルブの開閉タイミングのコントロール技術が不可欠でした。

バルブコントロール技術の進化

吸気および排気バルブは、一定のタイミングで開閉され、そのタイミングがエンジンの特性や性能を決めています。この開閉のタイミングをコントロールし、低速時のトルクと高回転時の性能を両立する技術として、「可変バルブタイミング」の技術が開発されました。可変バルブタイミングの制御方法については幾つかの方式が実用化されていますが、最近では、吸気バルブや吸排気バルブを駆動するカムシャフトを、電気モーターで制御する方式が広く採用されています。

また、バルブリフト量を変化させることによって、バルブの開口面積や開口時間をコントロールする技術が導入されています。開口面積や開口時間によって吸入空気量をコントロールできれば、吸入時に生じていたポンピングロスによる燃費悪化を改善することができるのです。

Shell V-Powerは、こうした可変タイミングやリフト量に対して緻密な制御が施されたエンジンにおいても、効果を発揮するよう設計されています。

バルブコントロール技術の進化

直噴エンジンの登場

直噴エンジンは、ガソリンを燃焼室内に直接噴射するシステムを採用したエンジンです。このエンジンは、燃焼室内に直接ガソリンを噴射することによって、燃焼室内の温度を下げることができるのが特徴です。温度が低いとガソリンの自己着火(異常燃焼)が起きにくくなるため、ノッキングのリスクを回避でき、より高い燃焼効率を引き出すことができるのです。

一方で、直噴エンジンは、ガソリンを噴射するインジェクタ―の先端が高温の燃焼ガスにさらされるため厳しい環境に置かれます。

Shell V-Powerは、直噴エンジンをはじめとした最新技術に対しても効果を発揮します。

ターボチャージャーの導入

ターボチャージャーとは、排気ガスの流れから出てくるエネルギーを使ってエアコンプレッサーを回転させるタービンのことです。つまり、無駄になってしまっていたエネルギーを活用するパワーブースターといえるでしょう。ターボチャージャーは、空気を圧縮してエンジンに強制的に送り込むため、燃焼室により多くの空気が送り込まれます。その空気の量に応じたガソリンを燃焼させることができるので、それだけ大きなパワーを得られるのです。

ターボチャージャーを搭載したエンジンは一般的に熱負荷が大きいため、自己着火しにくい高オクタン価のガソリンが必要になります。

Shell V-Powerはシェル製品の中で最も高いオクタン価を誇り、ターボチャージャーを搭載したエンジンにも適しています。

ターボチャージャーの導入

図解:4ストローク・エンジン

ピストンが下降し始めると、吸気バルブが開き、燃料と空気の混合気を吸い込みます。
両方のバルブが閉じると、ピストンが上昇し始め、燃料と空気の混合気を圧縮します。
ピストンが頂点に達する直前に点火プラグによって燃料と空気の混合気に火が点けられます。
排気バルブが開き、ピストンが再び上昇して燃焼ガスが排出されます。