クリーンディーゼルは矛盾ですか?

ディーゼル エンジンの排気には、窒素酸化物や煤粒子などの汚染物質が含まれています。 1990年代後半以降、政府は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普及を奨励したが、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る。

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、バスや長距離車両の場合、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。 それは、電気、ハイブリッド、または水素の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。 電気電池や水素燃料電池を動力源とする長距離トラックが大量に普及するまでには、長い年月と巨額のインフラ投資がかか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、相対的には改善が見られる。 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 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ないことです。 残ったものは、部分的に燃えた炭素、つまりすすの粒子をさらに生成します。 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。

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、解決策を見つけたと語った。 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、より良い燃焼が得られますが、窒素酸化物の希釈に必要な温度は低くなります。

ミューラーの特許技術はダクト燃料噴射と呼ばれます。 すでに産業界や科学研究からの関心があり、テストはこれまでのところ非常に有望であると考えられています。

ミュラー氏は、船舶や機関車の大型エンジンがDFIの利点を活用するのに適した候補になると述べた。 このような大型エンジンの場合、電動化には莫大なコストがかかります。 DFIも後付け可能です。 この可能性により、この技術はさまざまな用途に多大な利益をもたらす可能性があります。 ミューラーの画期的な進歩の利点を活用するために新しいエンジンを開発する必要がないため、改造はトラック運送業界にとって大きな変革となる可能性があります。