クリーンディーゼルは矛盾ですか?

1800年代のディーゼル発明から2015年のフォルクスワーゲンの「ディーゼルゲート」スキャンダルに至るまで、ディーゼルと私たちとの関係の歴史を記したニューヨーク・タイムズの記事は、クリーン・ディーゼルという概念は「矛盾」であると結論づけた。メーカーのペイルトン・エンジニアリング社は、ブンゼンバーナーにヒントを得た新しい科学的発明が、よりクリーンなディーゼルの探求における大きな進歩につながり、商用車に重大な影響を与える可能性があると主張したいと思います。

ディーゼル エンジンの排気ガスには、窒素酸化物や煤粒子などの有害な汚染物質が含まれています。 1990 年代後半以降、政府はディーゼル車がガソリン/ガソリン同等車よりも環境に優しいと信じてディーゼル車の導入を奨励しましたが、それ以来、ディーゼル車は 4 倍以上の汚染を引き起こすと主張されています。

自動車部門にとっての解決策は、電気自動車の普及を加速する一方で、ディーゼル車の使用を阻止する規制を導入することでした。 しかし、商用車の場合はそう単純ではありません。 近年、ディーゼルに関する悪い評判が数多く寄せられていますが、そのエネルギー密度、信頼性、耐久性の点でこの燃料に匹敵するものはありません。

小型軽量の車両を電動化することは一つのことです。 ただし、バスや長距離トラックの場合、走行を維持するために必要なトルクを生成する点ではディーゼルの方がはるかに優れています。 これは、電気、ハイブリッド、または水素を燃料とするトラックやバスの実現可能性を排除するものではありません。 ただし、これらの車両の重量により、内燃エンジンに代わる代替品の開発がより難しくなる一連の異なる要件が生じます。

電気自動車や水素自動車の開発の課題を克服しようとしている企業もあれば、ディーゼルをよりクリーンにすることに焦点を当てている企業もいます。 電気バッテリーや水素燃料電池を搭載した長距離トラックが大量に登場するまでには、長い年月と巨額のインフラ投資が必要になる可能性があります。 ディーゼルが少なくとも短期的に存続するのであれば、その排出量を削減できるものはすべて地球に大きな変化をもたらすでしょう。

ディーゼルが本当に「クリーン」であるかどうかについては議論の余地があるが、相対的には改善されている。 エンジニアリングの画期的な進歩と政府の規制の組み合わせにより、最新のディーゼルは以前のディーゼルに比べて大幅にクリーンになっています。 主な技術開発には、燃料噴射技術や排気ガス処理システムの進歩が含まれます。 製造元の DAF によると、ユーロ 6 エンジンを搭載した最新のトラックの窒素酸化物排出量は、25 ～ 30 年前の同様のトラックに比べて 95% 削減されています。

現在進行中の工学的ジレンマは、煤煙と窒素酸化物の削減の間のトレードオフです。 ディーゼル エンジンは、ガソリンまたはガソリン エンジンよりも優れた燃料効率を実現しますが、有毒な窒素酸化物を排出します。 これを軽減するために、前のエンジン サイクルからの使用済みの低酸素燃焼ガスが吸気口に戻されます。 これにより、混合気内の温度と酸素濃度が低下し、窒素酸化物の生成が減少します。

この希釈戦略の欠点は、このような低い温度ではすべての燃料が消費されず、残った燃料が部分的に燃焼した炭素の粒子または煤をさらに生成することです。 したがって、エンジニアは、過剰な窒素酸化物を避けるために温度を十分に低く保ちながら、ディーゼルを可能な限り完全に燃焼させる方法を見つける必要があります。

米国サンディア国立研究所の燃焼科学者チャールズ・ミュラー氏は、この問題の解決策を見つけたと考えている。 彼はブンゼンバーナーからインスピレーションを得て、ディーゼル燃料インジェクターに小型のブンゼンバーナー煙突に相当するものを装備することを提案しています。 これらの小さな金属チューブは、インジェクターのノズル穴から短い距離に取り付けられ、燃料の流れと整列します。 青色に燃焼するブンゼンバーナーと同様に、これにより燃料と空気がより完全に混合され、燃焼が向上しますが、窒素酸化物の希釈に必要な温度が低くなります。