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MAN Mシステムは、 MプロセスやM燃焼プロセスとも呼ばれ、ディーゼルエンジン用の直接噴射システムです。Mシステムエンジンでは、燃料はピストンの内側にのみあり、球状の燃焼室の壁に噴射されます。Mシステムは、ディーゼルエンジン用の最新の燃料噴射システムによって時代遅れになりました。その特殊性のため、Mシステムは定置型アプリケーションと商用車エンジンにのみ使用され、この設計の乗用車エンジンは製造されていません。文字Mは、中心球燃焼プロセスを意味するドイツ語のMittenkugelverfahren [1]の略語です。
動作原理
通常のディーゼル エンジンでは、効率を上げるために燃料が燃焼室の壁からできるだけ遠くに噴射されますが、M システム エンジンでは、燃料は燃焼室の壁に直接噴射されます。燃焼室はピストン ボウルの内側にあり、球形をしています。通常、M システム エンジンにはシングル スプレーまたはツイン スプレー インジェクターがあります。比較的低い噴射圧力と相まって、燃焼室の壁には細かい燃料膜が形成されます。ただし、燃焼を開始するために燃料の少量が空気中に噴射され、シリンダー内の温度が上昇します。その後、温度が上昇すると、燃料膜が蒸発して燃焼します。通常のディーゼル エンジンでは、高い噴射圧力で高い燃料速度を作り出すことで、噴射中に空気と燃料を混合します。ただし、M システム エンジンでは、空気と燃料の混合は噴射後に行われます。燃焼室の壁から蒸発する燃料の速度が低いため、混合を促進するために高い相対空気燃料速度を達成するには、空気速度を大きくする必要があります。そのため、Mシステムエンジンには特別な渦流吸気ポートが設けられています。[2]
この動作原理の考え方は、通常のディーゼルエンジンよりも空気と燃料の分散がより均一な、より均質な空気燃料混合物を作り出すことです。したがって、Mシステムエンジンは比較的空気の利用率が高く、煤を出さずに高負荷で動作できます。点火開始時に空気と混合される燃料の量が少ないため、圧力の上昇はかなり低く、燃焼騒音が低くなります。[2]
Mシステムエンジンは、熱伝達と流量損失が高く、効率が低下して燃料消費量が増加します。さらに、ピストンとシリンダーヘッドの熱負荷が非常に高いため、Mシステムエンジンはターボチャージャーにはあまり適していません。中程度の負荷では、Mシステムエンジンは高レベルの炭化水素を排出します。[2]
Mシステムエンジンの燃料消費量（b e）は約156 g/PS·h（212 g/kW·h）で、[3]効率は約40パーセントに相当します。
多燃料運転
Mシステムエンジンでは、燃料は噴射段階で熱にさらされないため、通常のディーゼルエンジン燃料だけでなく、平均沸点が313～673Kに達する石油留分や、 RONが86以下のガソリンも燃料として使用できます。[4]
Mシステムの特別な反復であるFMシステムは、Mシステムの多燃料特性をさらに改善するために設計されました。FMはドイツ語のFremdzündungsmittenkugelverfahrenの略語で、火花点火中心球燃焼プロセスを意味します。FMシステムエンジンは火花点火を特徴としていますが、内部混合形成や高品質のトルク制御など、ディーゼルエンジンに典型的な特性を維持しています。したがって、FMエンジンはディーゼルでもオットーエンジンでもなく、代わりにハイブリッド燃焼プロセスで動作します。通常のMシステムエンジンと比較して、排気挙動が優れています。[2] FMシステムエンジンに使用されるスパークプラグは、噴射ノズルの反対側にあり、通常は2つの平行ピン電極または3つのマス電極を備えています。[5]
歴史
ドイツの技術者クルト・ブルーメは1940年にMシステムのアイデアを思いついたと言われている。1941年に彼は初めてそのアイデアを紙に書いた。[4]第二次世界大戦後、当時MANの技術者であったJ・ジークフリート・モイラーはMシステムの開発を続け、量産の準備を整えた。[6]モイラーは1951年にMシステムの特許（DBP 865683）を取得した。 [7]最初のプロトタイプMシステムエンジンは1954年と1955年にテストベンチで走行した。[8] 東ドイツのメーカーIFAはMシステムのライセンスを取得し、 1967年から4 VD 14,5/12-1 SRWディーゼルエンジンを製造し、これはMシステムを搭載したエンジンの中で最も多く生産されたエンジンである。[9] 1960年代半ば、J. BöttgerはMAN MエンジンがMeurerの特許（DBP 865683）に記載されている原理に基づいて動作していないと主張し、特許訴訟に発展した。[10] FMシステムエンジンは1960年代後半から1980年代半ばまで使用されていた。[5]
参考文献
- ^ Olaf von Fersen (編): Ein Jahrhundert Automobiletechnik: personenwagen、Springer、デュッセルドルフ、1986 年、ISBN 978-3-642-95773-4。 p. 279
- ^ abcd Richard van Basshuysen、Fred Schäfer (編): Handbuch Verbrennungsmotor: Grundlagen, Komponenten, Systeme, Perspektiven、第 8 版、Springer、Wiesbaden 2017. ISBN 978-3-658-10902-8。第 15.1 章、ページ761
- ^ リチャード・ビュシアン (1965)。Automobiletechnisches Handbuch (ドイツ語)。ベルリン: Technischer Verlag Herbert Cram。 p. 60.ISBN 978-3-11-002712-9。
- ^ ab Hans Christian Graf von Seherr-Thoß (auth.): Die Technik des MAN Nutzfahrzeugbaus in: Nutzfahrzeuge AG (ed.): Leistung und Weg: Zur Geschichte des MAN Nutzfahrzeugbaus、Springer、ベルリン/ハイデルベルク 1991. ISBN 978-3- 642-93490-2。 p. 438
- ^ ab Richard van Basshuysen (編): Ottomotor mit Direkteinspritzung und Direkteinblasung: Ottokraftstoffe、Erdgas、Methan、Wasserstoff、第 4 版、Springer、ヴィースバーデン、2017 年。ISBN 9783658122157。 p. 23–24
- ^ Achim Gaier: Nutzfahrzeuge in der DDR、Band 2。第 2 版、シュレーダー、シュトゥットガルト、2002 年。ISBN 9783613872103。 p. 100
- ^ Hans Christian Graf von Seherr-Thoß (著): Die Technik des MAN Nutzfahrzeugbaus、MAN Nutzfahrzeuge AG (編): Leistung und Weg: Zur Geschichte des MAN Nutzfahrzeugbaus、Springer、ベルリン/ハイデルベルク 1991. ISBN 978-3- 642-93490-2。 p. 465.
- ^ ATZ、自動車技術時代、第 75 巻、1973 年。 152
- ^ Peter Kirchberg: Plaste, Blech und Planwirtschaft: die Geschichte des Automobilebaus in der DDR、第 2 版、Nicolai、ベルリン、2001 年。ISBN 978-3-87584-027-8。 p. 757
- ^ Kammer der Technik (編): Zum Patentstreit über das MAN-M-Verfahren、Kraftfahrzeugtechnik、1965 年 5 月、164 ページ