「気筒休止エンジン」の版間の差分

2007年1月29日 (月) 12:41時点における版

2007年3月10日 (土) 16:08時点における版

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'''気筒休止エンジン'''（きとうきゅうしエンジン）は、[[レシプロエンジン]]で、低負荷運転時あるいは[[アイドリング]]時の状況によって、一部または全部の[[気筒]]を休止させる事で、燃費を改善する技術である。'''可変排気量エンジン'''、'''片バンク休止エンジン'''、'''可変シリンダー'''などとも呼ばれている。[[気筒]]の休止は多くの場合[[バルブ]]を全閉密着することによって実現される。

== 概要 ==

[[可変バルブ機構]]によって[[ロッカーアーム]]を休止させるか、または直押し式の油圧切り替え[[バルブリフター]]を利用し、吸気バルブと排気[[バルブ#内燃機関におけるバルブ|バルブ]]の両方を全閉密着することで、吸気及び排気を停止させて、燃料供給を停止させる事によって、目的の[[シリンダー]]を気筒停止させる。

低負荷時に気筒停止させる事によって、同一出力を出すために[[スロットル|スロットルバルブ]]が大きく開くため、[[ポンピングロス]]の低減ができ燃料消費と排気ガス排出量を低減でき、また単純に可動している気筒数が減る事で総排気量が減りアイドリング時などは燃料消費量が減る。

また、気筒停止中の時も[[点火プラグ]]は火花放電されている、これは気筒復帰した時に[[点火プラグ]]の汚れで失火を防ぐ目的で行われている。

低負荷時に気筒停止させる事によって、同一出力を出すために[[スロットル|スロットルバルブ]]が大きく開くため、[[ポンピングロス]]の低減ができ燃料消費と排気ガス排出量を低減できる。

気筒停止中も[[ピストン]]は上昇、降下を繰り返すため、下死点付近で[[バルブ]]が閉じた場合は内部の空気が圧縮されるが、次の行程では圧縮された空気によって[[ピストン]]が押し返され、逆に上死点付近で閉じた場合[[負圧]]として逆に働くので、[[クランク]]の回転エネルギーを圧縮空気（[[負圧]]）に変換して蓄える形の一種の[[フライホイール]]として働く、このため[[直列4気筒]]では[[アイドリング]]時などは[[フライホイール]]を大きくした時と同じ効果により安定するが、[[V型6気筒]]では片バンクを停止させるため振動が大きくなり、アイドリング時は気筒停止させていない。

気筒停止中の時も[[点火プラグ]]は火花放電されている、これは気筒復帰した時に[[点火プラグ]]の汚れで失火を防ぐ目的で行われている。

V型機関を持つ大型トラック等にあっては、アイドリング時に片バンクを休止する機構を持つものが多かった。

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また[[F1]]などにおいてもエンジンの気筒を休止させる気筒休止エンジンは存在するが、この場合は[[シビックハイブリッド]]等の気筒休止とは全く目的が異なり、コーナーで速度（エンジン出力）を落としつつも高い回転数を維持することで（例えば単純に考えて、半分の気筒を休止させれば回転数を維持したまま出力を半分まで落とせる）、コーナーを抜けた後の立ち上がりを確保するためである。

== フライホイール効果 ==

気筒休止エンジンでは、気筒停止中もの[[ピストン]]はも上昇、降下を繰り返すため、下死点付近で[[バルブ#内燃機関におけるバルブ|バルブ]]が閉じた場合は内部の空気が圧縮されるが、次の行程では圧縮された空気によって[[ピストン]]が押し返され、逆に上死点付近で[[バルブ#内燃機関におけるバルブ|バルブ]]閉じた場合[[負圧]]として逆に働くので、[[クランクシャフト]]の回転エネルギーを圧縮空気（[[負圧]]）に変換して蓄える形の一種の[[フライホイール]]として働く、このため[[直列4気筒]]では[[アイドリング]]時などは[[フライホイール]]を大きくした時と同じ効果により安定するが、[[V型6気筒]]では片バンクを停止させるため振動が大きくなり、アイドリング時は気筒停止させていない。

== 気筒休止エンジンの課題 ==

今後の課題として、気筒停止した時の振動の低減や、気筒停止に切り替えた時の出力変化をいかに低減させながら、気筒停止運転をいかに長く作動させるかが課題で、GMでは気筒停止で作動させられる間隔が短く、思ったほど低燃費効果が現れないとしている。

== 歴史 ==

* [[1981年]]、[[キャディラック]]の[[V型8気筒]]エンジンL62「'''V8-6-4'''」エンジンが最初であるとされる。しかしながらトラブルが多くすぐに廃れてしまった。

* [[1982年]]に日本国内において[[三菱自動車]]が、[[ミラージュ]]の[[直列4気筒]]1400ccエンジンに[[MDエンジン]]として初めて市販した。

* 1990年代には[[メルセデス・ベンツ]]が、[[V型12気筒]]、[[V型8気筒]]エンジンに気筒休止エンジンを採用した。

* [[1992年]]に[[三菱自動車]]が[[ギャラン]]の、[[直列4気筒]]、[[V型6気筒]]エンジンに、[[MIVEC-MD]]として採用された。

* [[2001年]]に[[ホンダ]]が[[ホンダ・シビックハイブリッド|シビックハイブリッド]]の、エネルギー回生効率を向上させるため、減速時のエンジンブレーキの低減を目的で、4気筒のうち3気筒を休止を採用した

* [[2003年]]に[[ホンダ]]が[[ホンダ・インスパイア|インスパイア]]の[[V型6気筒]]に[[可変シリンダーシステム]]として採用した。これは[[ホンダ・エリシオン|エリシオン]]や[[ホンダ・アコードハイブリッド|アコードハイブリッド]]、北米向け[[オデッセイ]]にも採用された。

* [[2004年]]に[[ダイムラー・クライスラー]]が[[ヘミエンジン]]に採用した。

* [[2005年]]には[[ゼネラルモーターズ|GM]]が'''Displacement on Demand'''という名称で復活させている。