ダウンサイジング直噴ターボの普及でPM2.5が増加するかも知れないという研究結果

2014.07.15

最近の直噴ガソリン乗用車からの微粒子排出状況｜2013年度｜国立環境研究所
国立環境研究所は、最近の直噴ガソリン自動車（注１）から比較的高濃度の微粒子が排出されることを確認しました。欧州メーカーと国内メーカーの直噴ガソリン乗用車各１台について調査した結果、粒子重量は少ないものの、粒子個数の排出量は従来のガソリン車（ポート噴射ガソリン車）（注２）の10倍以上でした。
また、粒子の化学組成を調べたところ、重量の大半はスス（元素状炭素）（注３）であることが明らかになりました。
直噴ガソリン車は燃費が良いため、ここ数年間で急速に普及しつつありますが、微粒子の排出状況についての情報が不足していました。今回明らかになったことをもとに、最近の直噴ガソリン車について詳細な排出実態調査や環境影響評価、追加的な排気対策の必要性など、環境影響の未然防止の観点から、様々な研究や対策が早急に求められます。

PM2.5は目に見えない粒子のため、直噴ディーゼルにあった黒煙と比べて気付きにくいです。今後の呼吸器官、健康への影響が懸念されます。

この問題について、燃焼エンジニアが解説しています。

直噴ガソリンエンジンのPM2.5問題について | Cordia blog
昨今、過給ダウンサイジングが持てはやされ、これこそ小排気量エンジンでも過給器によって吸入空気の圧力を高めシリンダーに押し込みますので圧縮で温度があがり過給なしくらべてもノックがより厳しくなりその対策として直噴を採用と、これまた教科書どおりのメニューになり、燃焼系のエンジニアにとってこの結果は完全に予測の範囲内でしょう。

排気のクリーン化と低燃費、高出力を両立させる手段として、吸気ポート噴射で空気とガソリンをしっかり混合し均一燃焼をさせようとするポート噴射エンジンが発展してきました。しかしながら、圧縮比を高めて燃費をかせぐ手段として直噴ブームとなってきたように思います。

直噴の採用を決めたなかで、エンジン担当エンジニアがPM悪化を想定していなかったはずはありません。率直に言って、これをどう考えていたのか聞きたいところです。自動車技術、燃焼技術をし、クリーン技術を推進してきたと自負するベテランエンジニアとしては、こうした問題が取り上げられたこと自体が残念で仕方ありません。

排気のクリーン度、低燃費、さらにエンジン出力はマクロにみてトレードオフ関係にあります。燃費向上にウエートを置き過ぎると、どうしても排気のクリーン度か、出力性能が犠牲になってしまいます。

燃焼エンジニアとしてはこの結果は想定の範疇で、直噴化についてエンジニアがこの問題を認識していないはずはないとのこと。

規制すればよいというものではありませんが、将来を考えるとなんらかの対応が必要そうです。