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ニュース
2021.10.26
排出ガス規制対応の⼩型屋外作業機械⽤次世代２ストロークエンジン技術を開発しました。
株式会社やまびこ（以下、当社）は、次世代の小型エンジンとして環境規制に適合しつつ、従来と比べて燃費を20％改善（熱効率5ポイント向上）させた2ストロークエンジン技術（Yamabiko New 2-stroke Engine System）の開発に成功しました。
現在、小型屋外作業機械（Outdoor Power Equipment、以下、OPEという）向けエンジンの排出ガス規制は、50cc以上80cc未満の小型手持ち機器向けはClassⅤ（EPA＊1 Phase3）にカテゴリー分けされ排出ガス値72g/kWh（HC＋NOｘ）以下、80cc以上225cc未満はClassⅠにカテゴリー分けされ、排出ガス値10g/kWh（HC+NOｘ）以下となっています。当社は、新吸気方式（特許出願中）を採用した2ストロークエンジンと、電子制御式燃料噴射、浄化性能を高めた触媒を組合わせることで、排出ガス悪化の原因となる混合気吹き抜け現象を従来比80％削減し、ClassⅠ規制の基準を満たすことが可能な新たな技術を開発いたしました。また、燃費においてもロングストローク化、圧縮比12の採用による燃焼効率改善、各種表面処理による摩擦損失低減により20％向上（熱効率5ポイント向上）しました。
従来の2ストロークエンジンでも、掃気通路で混合気をクランクケースに吸入、掃気行程時に先に燃焼室内に噴出した先導空気により空気の壁を生成することにより、後から噴出した混合気の吹き抜けを防ぐ技術がありましたが、本開発技術は、空気導入を掃気ポートだけに限定してエンジン内を空気で満たした後、クランクケース部の空気のみに燃料を噴射するという新しい機構です。この機構と燃料噴射タイミングの緻密な制御により掃気通路部分の空気層とクランクケース部分の混合気層の分離率を大幅に改善することができました。
この方法により空気層が効率的に機能し吹き抜けを大幅に削減することができました。併せて空燃比の精密制御による触媒浄化率の改善を組合わせ、ClassⅠ規制の基準を満たす目途が立ちました。同様に全運転域での空燃比、空気と混合気の分離率の精密制御により、高速ノッキング、ランオンと呼ばれる燃料自着火など2ストロークエンジン特有の問題を防ぐことが可能になりました。これにより従来は難しかったエンジン効率向上に直結するロングストローク化＋高圧縮比化の採用が可能になります。
2ストロークエンジンは、4ストロークエンジンのような吸気および排気バルブを燃焼室に配置する必要がないため、構造的に更なる圧縮比向上が可能になります。また、動弁機構を必要とせず構造が比較的簡素であるため高い耐久性を持ち、クランクケース内にエンジンオイルを注入する必要が無いため360度全姿勢で使用できるという2ストロークエンジンがもともと備えている大きな特長を活かしたまま、更なる環境性能改善への対応が可能な技術を確立することに成功しました。
当社は、上記にご紹介したような燃費改善エンジン技術と合わせ、燃料面からもe-fuel等のカーボンニュートラルに向けた技術開発に取り組んでいます。このような取り組みにより、当社のお客様が満足でき、かつ環境負荷の低いエンジンを供給し続けてまいります。
＊1 EPA: Environment Protection Agency（米環境保護庁）
現在、小型屋外作業機械（Outdoor Power Equipment、以下、OPEという）向けエンジンの排出ガス規制は、50cc以上80cc未満の小型手持ち機器向けはClassⅤ（EPA＊1 Phase3）にカテゴリー分けされ排出ガス値72g/kWh（HC＋NOｘ）以下、80cc以上225cc未満はClassⅠにカテゴリー分けされ、排出ガス値10g/kWh（HC+NOｘ）以下となっています。当社は、新吸気方式（特許出願中）を採用した2ストロークエンジンと、電子制御式燃料噴射、浄化性能を高めた触媒を組合わせることで、排出ガス悪化の原因となる混合気吹き抜け現象を従来比80％削減し、ClassⅠ規制の基準を満たすことが可能な新たな技術を開発いたしました。また、燃費においてもロングストローク化、圧縮比12の採用による燃焼効率改善、各種表面処理による摩擦損失低減により20％向上（熱効率5ポイント向上）しました。
従来の2ストロークエンジンでも、掃気通路で混合気をクランクケースに吸入、掃気行程時に先に燃焼室内に噴出した先導空気により空気の壁を生成することにより、後から噴出した混合気の吹き抜けを防ぐ技術がありましたが、本開発技術は、空気導入を掃気ポートだけに限定してエンジン内を空気で満たした後、クランクケース部の空気のみに燃料を噴射するという新しい機構です。この機構と燃料噴射タイミングの緻密な制御により掃気通路部分の空気層とクランクケース部分の混合気層の分離率を大幅に改善することができました。
この方法により空気層が効率的に機能し吹き抜けを大幅に削減することができました。併せて空燃比の精密制御による触媒浄化率の改善を組合わせ、ClassⅠ規制の基準を満たす目途が立ちました。同様に全運転域での空燃比、空気と混合気の分離率の精密制御により、高速ノッキング、ランオンと呼ばれる燃料自着火など2ストロークエンジン特有の問題を防ぐことが可能になりました。これにより従来は難しかったエンジン効率向上に直結するロングストローク化＋高圧縮比化の採用が可能になります。
2ストロークエンジンは、4ストロークエンジンのような吸気および排気バルブを燃焼室に配置する必要がないため、構造的に更なる圧縮比向上が可能になります。また、動弁機構を必要とせず構造が比較的簡素であるため高い耐久性を持ち、クランクケース内にエンジンオイルを注入する必要が無いため360度全姿勢で使用できるという2ストロークエンジンがもともと備えている大きな特長を活かしたまま、更なる環境性能改善への対応が可能な技術を確立することに成功しました。
当社は、上記にご紹介したような燃費改善エンジン技術と合わせ、燃料面からもe-fuel等のカーボンニュートラルに向けた技術開発に取り組んでいます。このような取り組みにより、当社のお客様が満足でき、かつ環境負荷の低いエンジンを供給し続けてまいります。
＊1 EPA: Environment Protection Agency（米環境保護庁）
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- 上記に該当しないが、安全・品質・環境上、放置できなくなる恐れがあり弊社が無償で点検・修理・交換をおこなうものです。
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