ミラーサイクルのソースを表示

'''ミラーサイクル'''とは、[[容積型内燃機関]]において[[アトキンソンサイクル]]を吸気バルブの'''早閉じ'''、'''遅閉じ'''によって実現したサイクルである。また、吸気通路に[[ロータリーバルブ]]を設けて同様の効果を持つものも研究された。

== 概要 ==
[[ガソリンエンジン]]、[[ディーゼルエンジン]]、[[ガスエンジン]]等に応用例がある。「'''ミラー'''」とは、このシステムを1947年に最初に考案した技術者の「R.H.Miller」の名前に由来する。

自動車用エンジンなどに代表される[[オットーサイクル]]やディーゼルサイクルの理論サイクルでは、[[膨張比]](=[[圧縮比]])を上げるほど[[熱効率]]は向上する。しかしながら、高すぎる圧縮比は、ガソリンエンジンでは[[ノッキング]]の発生の問題、ディーゼルエンジンでも高い燃焼圧に耐えるための機械的な強度の問題がある。

ミラーサイクルでは、吸気行程においてバルブの閉じるタイミングを、オットーサイクル機関の場合よりも進ませるまたは遅らせるように設定することで、吸気の[[体積効率|充填効率]]を低くすることによって実質的な圧縮比を低く抑えて上記の問題点を解消し、高い効率と安定した燃焼を同時に得ている。
手法としては前述のように吸気バルブの早閉じと遅閉じがあるがそれぞれに長所・短所がある。これらはエンジンの負荷や回転数によっても異なってくるため一概にどちらが優れているかは言えない。単純にポンピングロスやフリクションロスだけを考慮した場合はどちらかが優れているという事もあるが、代わりに燃焼状態が劣る事もあり総合的に考える必要がある。

過給ガソリンエンジンでは、ノッキングの防止のために圧縮比を[[自然吸気]]エンジンよりも下げることが必要であるが、そのことは熱効率の低下につながる。ミラーサイクルを用いることで、膨張比はそのままに圧縮比のみを下げ、熱効率の低下を最小限にすることが出来る。その例が[[リショルム・コンプレッサ]]を用いた[[マツダ]]の[[マツダ・ミレーニア|ユーノス800/ミレーニア]]に搭載された[[マツダ・K型エンジン#KJ-ZEM|KJ-ZEM]]エンジンである。この技術はその後[[マツダ・デミオ]]のミラーサイクルエンジンに引き継がれている。ただしデミオのミラーサイクルエンジンには過給器は搭載されていない。また、自然吸気エンジンではより高い熱効率のために膨張比を上げて、圧縮比をミラーサイクルによって下げている例もある。それが自動車では[[ハイブリッドカー]]の[[トヨタ・プリウス]]のエンジンである。このほかにも[[ホンダ・シビック]]等では[[部分負荷]]での熱効率の低下を抑えるために、低回転の部分負荷では吸気バルブを遅閉じにして、吸気量を減らして[[スロットル]]での絞りを減らしたエンジンが用いられている。国内においてKJ-ZEM以降のミラーサイクルエンジンは基本的に自然吸気だったが、近年ではスーパーチャージャー（4葉ルーツ式）で過給する[[日産・HRエンジン#HR12DDR（DIG-S）|HR12DDR]]などが出てきている。

現在の一般ガソリン車両におけるミラーサイクルエンジンでは既存のエンジンより作用角の広い吸気カムを用いる事での遅閉じが一般的で、これに加えて[[可変バルブ機構#1カム・タイプ（カム形状固定型）|可変バルブタイミング機構]]による位相変化で吸気閉じのタイミングを状況に合わせて調整している。この機構を利用することで有効圧縮比をある程度変化させる事が出来るためミラーサイクル化した場合のデメリットは以前より少なくなり、利用しやすくなった。またミラーサイクルやアトキンソンサイクルを謳わない一般的なエンジンであっても、この機構を利用し吸気バルブの遅閉じを行うことで一定領域でミラーサイクル運転を行なっているケースもある。

一部の車種（トヨタのハイブリッドカー等）では、ミラーサイクルの高膨張比エンジンを[[アトキンソンサイクル]]と呼ぶ場合がある。ミラーサイクルとアトキンソンサイクルは効果は同等であるが、完全な同義ではないことに注意する必要がある。

== ミラーサイクル適用事例 ==
*[[マツダ]]
**[[マツダ・K型エンジン|KJ-ZEM]] - ユーノス800（ミレーニア）に搭載。
**ZJ-VEM - 3代目[[マツダ・デミオ|デミオ]]に搭載。
**P3-VPS - 3代目[[マツダ・デミオ|デミオ]]の「13-SKYACTIV」に搭載。
**PE-VPS - 2代目[[マツダ・アクセラ|アクセラ]]の｢20S-SKYACTIV｣｢20C-SKYACTIV｣｢20E-SKYACTIV｣に搭載。
**PE-VPR - 3代目[[マツダ・アテンザ|アテンザ]]の｢20S｣に搭載。
**PY-VPR - 3代目アテンザの｢25S L Package｣に搭載。
*[[トヨタ自動車]]／[[ダイハツ工業]]
**[[トヨタ・NZエンジン|1NZ-FXE]] - 初代／2代目プリウス、および初代[[トヨタ・アクア|アクア]]、2代目[[トヨタ・カローラアクシオ|カローラアクシオハイブリッド]]、3代目[[トヨタ・カローラフィールダー|カローラフィールダーハイブリッド]]に搭載。
**[[トヨタ・ZRエンジン|2ZR-FXE]] - 3代目プリウス、および初代[[トヨタ・プリウスα|プリウスα]]／初代[[ダイハツ・メビウス|メビウス]]に搭載。
**[[トヨタ・AZエンジン|2AZ-FXE]] - 初代／2代目[[トヨタ・エスティマ|エスティマハイブリッド]]、および初代／2代目[[トヨタ・アルファード|アルファードハイブリッド]]、および初代[[トヨタ・ヴェルファイア|ヴェルファイアハイブリッド]]、初代[[トヨタ・SAI|SAI]]に搭載。
**[[トヨタ・ARエンジン|2AR-FXE]] - 9代目[[トヨタ・カムリ|カムリ]]／4代目[[ダイハツ・アルティス|アルティス]]に搭載。
**[[トヨタ・ARエンジン|2AR-FSE]] - 14代目[[トヨタ・クラウン|クラウン]]（ハイブリッド車のみ）に搭載。
**[[トヨタ・NRエンジン|1NR-FKE]] - 後期型3代目[[トヨタ・ヴィッツ|ヴィッツ]]（2WD車のみ）、および後期型2代目[[トヨタ・ラクティス|ラクティス]]（2WD車のみ）に搭載。
*[[本田技研工業]]：[[ホンダ・R型エンジン|R18A/R20A]] - 8代目シビック、2代目[[ホンダ・ストリーム (自動車)|ストリーム]]、9代目アコードハイブリッドなどに搭載
*[[日産自動車]]：[[日産・マーチ|マイクラ]]（日本名:マーチ）、[[日産・ノート|ノート]]の「[[ガソリン直噴エンジン|DIG]]-S」に、スーパーチャージャーを併用して搭載した。
*[[コジェネレーション]]の分野において、[[都市ガス]]を燃料としたミラーサイクルエンジンが採用されている。

{{DEFAULTSORT:みらさいくる}}
[[Category:往復動機関]]
[[Category:自動車エンジン技術]]