エンジンのミラーサイクル（アトキンソンサイクル）なんですが、吸気弁の遅閉じが主流なのはなぜですか？

エンジンのミラーサイクル（アトキンソンサイクル）なんですが、吸気弁の遅閉じが主流なのはなぜですか？
友人によると自然吸気エンジンは空気慣性により、遅閉じでないと必要空気量が入らないので、吸い込みすぎた空気を吹き戻すとのこと。だから過給エンジンは早閉じが良いと言ってます。
でも腑に落ちません。
せっかく吸った空気を戻すとポンプ効率が落ちるし、直噴なら問題無いですが、ポート噴射なら混合気の吹き戻しが心配です。
どなたかよろしくご回答お願いします。

質問者からの補足コメント

• PV線図等を指南してくださった方、お分かりだとは思いますが、吸気弁早閉じ、遅閉じどちらも同じになりますね。
  因みに僕は熱工学技術士です。

    補足日時：2018/02/16 15:18

No.4 回答者： loftybridge 回答日時： 2018/02/15 00:02

え？ミラーサイクルのことでしょ？

※ミラーサイクルってどういう熱サイクルか、判ってます？
　フツーのガソリンエンジン（ロータリー含む）のオットーサイクルとは違いますよ。
　ミラーサイクルエンジンがオットーサイクルのエンジンと同じ構造に見えるのは『たまたま』です。ミラーサイクルvsオットーサイクルは、オットーサイクルvsディーゼルサイクルと同じぐらい『別物』です。

※内燃機関の熱力学上の作動（具体的にはPV線図とTS線図）がわかっていれば、こういう疑問は出てこないはずですが。
　理論的ミラーサイクルでは圧縮比可変が必要になりますが、実際のエンジンでそれは機構的に極めて困難なので、インテークバルブの閉鎖を圧縮工程途中まで遅らせ、疑似的な圧縮比低下を作り出しているだけです。

※オットーサイクルで動いている『フツーのガソリンエンジン』で、慣性過給の為にインテークバルブの閉鎖タイミングを遅らせるのは、熱サイクル上でインテークバルブの閉鎖タイミングを遅らせるのとは全く意味が違います。
　これも（オットーとミラーでエンジンの構造はほぼ一緒なので）『たまたま』同じインテークバルブの動きに見えているだけです。

・・・エンジンは、燃焼室で気化ガス爆発→ピストンを押し下げる、っという機構学的な作動以前に、熱力学によるエネルギの収支の話が基礎にあります。（マツダ以外、世界中のクルマ屋がロータリーエンジンを『技術サギ』に認定して実用化を断念したのは、熱力学機構としてレシプロを越えられないことが判明したからです。マツダのロータリーでも、同じ馬力ならレシプロより常に燃費が悪い＝熱効率が悪いですよね？)
　まずは熱力学を勉強しましょう。

この回答へのお礼

ご教示感謝します。

お礼日時：2018/02/15 09:15

No.3 回答者： chiha2525-- 回答日時： 2018/02/14 23:12

ちょこっと検索したところ、『早閉じだと高回転時に吸気の時間が短くて色々問題でてくるんだよねー。

ほらこの資料見て、遅閉じのほうがノッキング耐性高くなってるでしょ』みたいな話がありました。

この回答へのお礼

真摯な回答ありがとうございます。
でも、よく分かりません。

お礼日時：2018/02/15 09:17

No.2 回答者： rgm79quel 回答日時： 2018/02/14 15:01

腑に落ちないも何も、友人さんは全くお間違いなさっておられますよ。

この回答へのお礼

そうでしょう？僕もそう思ってました。
ご理解ありがとうございます。

お礼日時：2018/02/14 15:35

No.1 回答者： lowrider_2005 回答日時： 2018/02/14 11:38

早閉じだとポンピングロスが大きいからでしょう。

吸気バルブが下死点前に閉じるということは、閉じてから下死点までは負圧を増やしながらピストンを動かさなければならない（ここでロス）。
さらに下死点後ですでにバルブが閉じていると、ピストンスピードが0から圧縮をしなければならない。
上記2点の兼ね合いもあるし、排気タイミングとの兼ね合いもあるので遅閉じ早閉じどちらが良いという結論は出ないと思います。

自然吸気でいえば、オーバーラップの多いバルブタイミング（遅閉じ早開き）は高回転高出力むきになるけど、生ガスを吸気ポートに吹き戻すより未燃焼のまま排気ポートに逃げていくので燃費や排ガス的に不利になりやすい。
オーバーラップが少ないと低回転トルク型になって生ガスも逃げにくいけど、高回転では空気の質量によって効率が落ちる。
それを補うのが過給器なわけで、過給器付きエンジンは一般的にオーバーラップは少なめになっています。

要は給気タイミングだけで優劣がつく問題ではなく、どういう性格のエンジンを作りたいかとか、過給器の有無や排気タイミングなどトータルとして考えるべきであり、可変バルブタイミングなども含めてそれらをいろいろ試した結果吸気弁は遅閉じが主流になっているというのが実情ではないでしょうか。

この回答へのお礼

ご親切にお答えくださりありがとうございました。
しかし、下死点前の負圧はピストンとシリンダーの摺動抵抗を無視した場合、上昇行程で大気圧により、ゼロとなるのではないかと考えております。

お礼日時：2018/02/14 13:34