【用語解説】筒内直接噴射装置とは（エンジン用語編）

燃料噴射装置のデメリット

燃料噴射装置は電子制御化される事で、燃費や出力を細かく制御できるようなりました。
それでも吸気管内に噴射されるため、燃料が噴射されて混合気となりそこからシリンダー内にいたる経路で、どう混合気が変化するかまでは制御できていません。
またシリンダー燃焼室内でも、混合気の流れをいくらかは計算できるようになっていますが、完全な制御というにはほど遠いレベルのものです。

そのような現状を踏まえ、さらに効率的に混合気の燃焼を制御しようと考えられたのが「筒内直接噴射装置」と呼ばれるものです。
一般的には「直噴ガソリンエンジン」とか「直噴エンジン」と呼ばれます。
エンジンのダウンサイジング化をする目的で、ターボチャージャーと組み合わされ「直噴ターボ」と呼ばれることも多いです。
これに対して、それまでの吸気ポートに燃料を噴射するタイプのエンジンを「ポート噴射エンジン」と区別して呼びます。

筒内直接噴射装置の仕組み

ポート噴射エンジンとの大きな違いは、燃焼室内に直接燃料を噴射して混合気を作るため、燃料噴射の為の「インジェクター」がシリンダーヘッドの内側に設置されていることです。
これにより効率的かつ精密な混合気の制御が可能になっています。

筒内直接噴射装置のメリット

ポート噴射エンジンに比べて、空気だけを圧縮しているために筒内圧力を高くできるのでノッキングが起こりにくいという特性があります。
また直接燃料を筒内に噴射しているので、燃料の気化熱により筒内の熱を吸収することができます。
これらの特性により、より高出力で低燃費のエンジンを作る事が可能になっています。

ノッキングが起こりにくい特性を生かし、気筒数を減らしターボチャージャーで過給してやることで、小さなエンジンで低燃費と、大きな自然吸気エンジンと同等の出力を両立する事ができます。
これが現在欧州で流行している「ダウンサイジングターボ」です。「直噴ターボ」とも呼ばれます。
この直噴ターボは欧州が得意としているディーゼルターボエンジンと良く似た技術です。
このためダウンサイジングターボ技術を確立するのも割と容易だったのでしょう。

ポート噴射エンジンより、筒内の温度や燃料の制御が簡単なので、排ガスの低減がしやすいというメリットもあります。