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環境技術

ミラーサイクルエンジン

クラストップレベルの低燃費を実現したミラーサイクルエンジン
ミラーサイクルエンジンとは

エンジンの燃費を向上させるには、吸入した混合気を爆発する際の仕事量を示す「膨張比」をより高め、熱効率を上げることがポイントとなります。しかし、これを従来型のエンジン(圧縮比=膨張比)のまま実現すると、圧縮比も高くなるため異常燃焼(ノッキング)が発生してしまいます。


圧縮比と膨張比

ミラーサイクルエンジンでは、吸気バルブの閉じるタイミングを遅くし、圧縮工程の途中から圧縮を始めることで、圧縮比を抑えることを可能にしました。一方で、ピストンの燃焼室容積を小さくし、膨張比を高めることで、圧縮比を小さく抑えながらも膨張比だけを高めること(圧縮比<膨張比)を実現しています。

吸気遅閉のしくみ〜圧縮行程〜・膨張比アップの仕組み〜燃焼室容積〜
MZR 1.3L ミラーサイクルエンジン
ミラーサイクルエンジン

マツダの自然吸気MZR1.3Lミラーサイクルエンジンは、吸気バルブを閉じるタイミングを遅くして熱効率の向上(高膨張比)を実現しました。また、吸気バルブタイミングの最適化のために、シーケンシャルバルブタイミングシステム(S-VT)を採用することで、定常・加速走行時のトルクを確保しています。さらに、CVT(自動無段変速機)との組み合わせにより、ドライバーの思い通りの加速、スムーズな変速と同時に、クラストップレベルの高い燃費性能を提供しています。

MZR 1.3L ミラーサイクルエンジンの採用技術
  • 膨張比のアップと吸気バルブ遅閉じ

ピストントップ形状を変更して、標準のMZR1.3L(オットーサイクル)の圧縮比10:1に対して膨張比を11:1に拡大しました。さらに、吸気側カムシャフトのカムプロフィールを変更して吸気バルブのタイミングを遅閉じ(ABDC59°→80°)とし、ノッキングを抑制しながら熱効率を高めるとともにポンピングロスを低減。定常・加速走行時とも低燃費を実現しました。

  • S-VT(シーケンシャル・バルブタイミング)の使用域拡大

S-VT作動域を高回転域まで拡大し、S-VT位相角を拡大することで、圧縮比の縮小に伴うトルクの低下を最小限に抑えています。

  • CVTとの協調制御

エンジンとCVTの各コントロールユニットが相互通信を行い、つねに最適なエンジン運転状態/CVTのシフトパターンをコントロールすることにより、燃費とパフォーマンスフィールを高次元でバランスさせています。

MZR1.3L「ミラーサイクル」エンジン性能曲線