大型トラック、バスなどの排気ガス

Question

ちょっと気になったので質問します。最近の大型トラック（15リッター位）の排気ですが、触媒などのせいか、余り黒煙を出す車が少なくなってきました。排気ブレーキをかけたときもあまり出ませんね。その装置が100万とも聞きましたが、いったいどう言うしくみになってるんでしょうか？最近の新車なら、構造が違っているかもしれませんが。軽油を燃焼させれば煙はでるのに決まってると思いますが。フィルター？は目詰まりしないのでしょうか？
こちらの地方で灯油にマシン油まぜて乗ってるドライバーもいるみたいですが、その場合は、触媒などは効かないのでしょうか？ドライバーは、排気ガスと、スピードリミッタで頭いたいでしょうが・・・どしろうとですいません。

noname#12265 · Accepted Answer

クルマの設計屋です。と言っても熱力学屋では無いので専門家というワケではありませんが・・・

>いったいどう言うしくみに
>なってるんでしょうか？

１．排出ガスというモノは、色々な有毒物質が含まれています。
　排ガス中の『毒ガス』成分の浄化方法に関しましてはaquiraxaquirax様の御回答の通りですが、この『毒ガス』類は無色です。

２．ディーゼルの排ガス中、明らかに目視出来る成分はPM（Particlate Matter＝粒子状物質）という成分で、要するにススです。
　新排ガス法の一つであるPM法は、PMの排出量を厳しく規制しています。

３．成分がススである以上、大気に放出しない様にする為にはフィルタで濾すしかありません。
　これはDPF（ディーゼル・パティキュレート・トラップ）と呼ばれる装置で、文字通りススをトラップ（わな、捕らえる）する構造です。
　現在のDPFでは排ガス中のPMの８４％（最大値）を捕捉する性能を持っており、故に最新ディーゼルエンジンの排ガスには殆ど色がついていないワケです。

４．このDPFは、御指摘通りすぐ目詰まりします。
　そこで現在のDPFでは、自己再生する装置が付けられています。
　PMの正体はススみたいなモノ、と述べましたが、ススとはカーボン（炭）なので、燃焼させれば水蒸気になって消えてしまいます。
　この原理を応用し、定期的にDPFの温度を上げススを燃やして詰りを除去します。（この機能を『燃焼再生』と言い、再生中はDPFの表面温度が２００℃を超えます。）

５．勿論、燃焼再生中のDPFは排ガス中のPMの除去には使えません。そこでDPF装置の内部を２系統に分けておき、一方が燃焼再生中にもぅ一方のDPFで排ガスのPMをトラップしています。

・・・さて次に。

>灯油にマシン油まぜて乗ってる
>ドライバーもいるみたいですが、

　？これは・・・ディーゼル燃料をゴマかしている話でしょうか？
　そうしますと、『軽油に灯油を混ぜている』ですね。
　灯油はストーブに使われる燃料で、自動車用燃料としては粗悪なイメージがありますが、実はタービンエンジン（ジェットエンジン）のスタンダードな燃料でもあり、それほど粗悪ではありません。ディーゼルエンジンは立派に動きます。
　灯油は車両用燃料としての税がかかっていないので軽油より更に安く、故に軽油に混ぜてディーゼル車に使うヤカラが後を絶ちませんが、この点も御指摘通り、軽油の排ガスに合わせたチューニングが施されている排ガス浄化装置では、灯油との混合燃料の排ガスをうまく浄化出来ません、よりも根本的に、灯油を車両に使うのは脱税行為です。国税庁・査察部に突然しょっ引かれても文句は言えません。
　また、自動車メーカでは灯油を燃料とした場合のエンジンや排ガス装置の耐久性能を実験的に確認していません。（故に、どの自動車メーカでも灯油を燃料にする事を禁止しているはずです。）
　灯油を混ぜれば目先の燃料代は安くなるでしょうが、長い目で見ますと車両の耐久性に影響が無いとは言えないので、脱税のリスクをしょってまでトライする価値があるとは思えません。

>しっかし、古い車にどうやって取り付けるんかな？

１．後付DPFは、タイコ（いわゆるマフラとか消音器と呼ばれる装置）よりちょっと大きめ程度のサイズしかないので、よほどのショートホイールベースでもない限り、トラックであれば取り付ける空間を確保する事は可能です。
　上述致しました様に、DPFには自己再生機構が必要なので結構複雑な装置となってしまい値段は決して安くありませんが、しかし車両本体を購入するよりは遥かに安いです。
　この点も、aquiraxaquirax様の御指摘通りです。新型車に買い換えるより、後付DPFで対処した方が地球規模の環境に良い事は間違いありません。

２．このディーゼル排ガス規制をビジネスチャンスと見る向きもあります。
　中小の自動車屋（本来は市販車の改造をしたり、チューニングパーツを作ったりしている規模のクルマ屋）の幾つかは、独自の後付DPFの開発に成功しています。
　これら中小企業が暴走行為を促進する？パーツばかりでなく排ガス浄化装置を作り、そしてそれが商売として成り立つのは、市場拡大が頭打ちとなっている自動車産業全体にとってプラスであり、また新たな市場の誕生・拡大は失業者対策にもつながります。
　斯様な意味からも、後付DPFがガンガン売れるのは決して悪い事ではないでしょう。

　尚、長くなりましたが最後に一点。御質問の内容からは逸脱してしまいますが・・・・

　ディーゼルエンジンは、その構造上ガソリンエンジンの変形の様にお考えの方が多いですが、熱力学上の分類では、オットーサイクルで動くガソリンエンジンとディーゼルサイクルで動くディーゼルエンジンは、全く別物です。（ガソリンエンジンとディーゼルエンジンの機構が良く似ているのは、たまたまに過ぎません。熱力学上は、同じオットーサイクルで動くロータリーエンジンの方が、普通のガソリンエンジンにずっと近いモノ、となります。）
　ディーゼルの方が熱効率がよいのは軽油の燃焼効率が優れているからではなく、ディーゼルの理論サイクルがオットーの理論サイクルより効率的に優れているからです。
　一方、同一排気量ならディーゼルエンジンの馬力がガソリンエンジンの馬力より低いですが、これは専ら燃料の責任です。
　軽油の方がガソリンよりエネルギ密度（単位体積当りの熱量）が低いので、エンジン１回転で燃やす燃料の体積が同じなら、ディーゼルの方が低馬力となってしまいます。

aquiraxaquirax · Answer

先ず、触媒に付いての誤解から。

フィルターではなく、簡単には有機物を分解する装置って考えてもいいかと思います。
仕組み等は色々ありますので興味があれば調べてみてください。

軽油に対する誤解です。

＞軽油を燃焼させれば煙はでるのに決まってると思いますが。
確かに現状の日本での軽油は品質（と言ってしまいますが）低いためガソリンに比してかなり優位性は低いようですが、ＣＯ2排出量に関しては軽油の方が少なくなります。また、軽油の方が熱変換効率は優れています。仰るとおり、ＮＯxに於いてはガソリンの方が優位です。

脱線してしまいましたが、化石燃料を使用する限りどっちもどっちだと考えてしまいます。
＞こちらの地方で灯油にマシン油まぜて乗ってるドライバーもいるみたいですが、
については、言うまでもなく許される事ではないと思いますが、詳しい事はごめんなさいわかりません。

個人的な考えになって申し訳ありませんが、化石燃料を中心とした社会の中でコストと効率、環境を天秤にかけているのが現状だと思っています。
その現状の中で・・ですので、大型トラックなどはせめて規制どおりの排ガス浄化装置をとりつけるべきだと思います。

新車に買い換えるべき、等の意見もありますが、新車を作るときに必要な化石燃料の方が遥かに多いと思いますし（例えば、原子力発電がイメージとは逆に、建設時・廃棄時に火力発電より遥かに化石燃料を必要とするように）今、出来る事を心がける事が大切だと思います。

アイドリングストップさえしていない自分が言うのも申し訳ないのですが回答させていただきました。
中途半端ですみませんでした。

大型トラック、バスなどの排気ガス

クルマの設計屋です。

先ず、触媒に付いての誤解から。

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