IHI 技報　Vol.54 No.3 ( 2014 ) 51 保する機能ももつ．第2 図に，低負荷時の燃料噴射ノズ ル本数制限を示す． 2. 3. 2　シーケンシャル噴射 第3 図にシーケンシャル噴射を示す．一つのシリンダ に複数装備されている燃料弁を時間差で噴射させる制御方 式である．これは，熱発生率の制御を目的としており，先 に述べた燃料噴射圧力制御と組み合わせることで，より精 緻な熱発生率制御を実現している． 熱発生率を制御する重要性は，3 章で述べる． 2. 4　排気弁開閉制御について 第4 図に排気弁開閉制御を示す．RT-flex 機関および W-X 機関では，排気弁開閉制御にもコモンレール技術が 適用されている．機関の潤滑油を作動油とし，クランク軸 からサーボポンプを駆動し昇圧した油をサーボオイルレー ルに蓄圧する．その後，燃料噴射制御と同様にWECS か らの指令によって，EVCU ( Exhaust Valve Control Unit ) に装備されているレールバルブを切り替えることで，油圧 によって排気弁を開く．排気弁には空気ばねが組み込まれ ており，レールバルブを切り替えることで，排気弁駆動ユ ニット内の油が押し戻されて排気弁が閉じる． 従来のカムによる排気弁駆動では，カムプロファイルに 基づいた排気弁開閉動作となるため，出力や機関チューニ ング方法に応じたフレキシブルな排気弁開閉制御を行うこ とができなかった．また，機械系駆動機構上の制約から， カムプロファイルは，なだらかな形状にする必要があり， その結果，排気弁の開閉もなだらかなカーブとなり排気最 適制御の自由度が制限されていた． 3.　フレキシブルな制御による環境負荷低減 3. 1　燃料消費率とNOx 排出率の同時低減 一般的にディーゼル機関において，燃料消費率とNOx は相反する関係にあり同時低減は難しい．ピストンが上死 点 ( TDC ) 付近にあり，燃焼室容積が小さい期間に燃焼を 完了させるチューニングを行うことで熱効率が上がり，燃 料消費量を低減できるが，燃焼室内の作動ガス温度は高く なるためNOx は増加する．これはNOx の大部分は，空 気中のN2 とO2 の熱反応によって生成したものであり， この生成速度は，温度依存性が非常に大きいためである． たとえば，燃焼期間が10 ms 程度の場合，火炎温度が 2 200 K の場合に比べ2 400 K では，NOx 生成量が10 倍程度になる． このため，NOx 排出率を削減しつつ，燃料消費率を低 減するには，きめ細かい制御によって燃焼温度上昇を抑制 しながら良好な燃焼を実現する必要がある．この燃焼を実 現するために，RT-flex 機関ではコモンレール式電子制御 機関の優れた機能を活用しており，以下にそれらの効果に ついて述べる． 3. 2　シーケンシャル噴射の効果について 燃料のシーケンシャル噴射は，燃料噴射率を制御するこ とで単位時間当たりの発熱量（ 以降，熱発生率）を制御 している．ディーゼル機関は，シリンダ内に充填された空 23456 サーボオイルポンプ サーボオイルレール 200 bar シリンダ 排気弁 燃焼室 クランク WECS-9520 油圧アクチュエータエンジンコントロールシステム 第4 図　排気弁開閉制御機構 Fig. 4　Exhaust valve control system 負　荷 10％以上 負　荷 5 〜 10％ 負　荷 5％以下 燃料噴射燃料噴射模式図 第2 図　低負荷時の燃料噴射ノズル本数制限 Fig. 2　Control of number of fuel injection nozzle used at low load ( b )　3 個の燃料弁からの 　燃料噴射模式図 ( a )　シーケンシャル燃料噴射 燃料レール圧力 針弁リフト クランク角度 針弁リフト 小大 圧　力 低高 前後 第3 図　シーケンシャル噴射 Fig. 3　Sequential injection