ディーゼルエンジンとガソリンエンジンは何が違うの？

ディーゼルエンジンとガソリンエンジン。どちらも内燃機関として自動車を動かす役割を担いますが、その動作原理、そして結果として得られる特性は大きく異なります。表面的な違いだけでなく、それぞれのメカニズムを深く理解することで、それぞれのエンジンの魅力、そして限界が見えてきます。

まず最も大きな違いは、燃料の着火方法にあります。ガソリンエンジンは、スパークプラグによって点火された電気火花によって燃料と空気の混合気を爆発的に燃焼させます。一方、ディーゼルエンジンは、空気のみをピストンによって高度に圧縮することで、その圧力と熱によって燃料（軽油）を自然発火させます。この圧縮着火こそが、ディーゼルエンジンの特性を決定づける最重要ポイントです。

ガソリンエンジンは、比較的低圧縮比で動作します。高圧縮比にすると、ノッキングと呼ばれる異常燃焼が発生しやすく、エンジンにダメージを与えてしまうためです。一方、ディーゼルエンジンは、ガソリンエンジンの数倍にも及ぶ高圧縮比で動作します。この高い圧縮比が、ディーゼルエンジンの大きなトルクを生み出す源となっています。空気の圧縮によって生み出された高温高圧の環境下で軽油が自然発火するため、爆発的な燃焼力を持つのです。これが、低回転域からでも太いトルクを発生できる理由です。

この燃焼方法の違いは、エンジンの設計にも大きな影響を与えます。ディーゼルエンジンは、高圧縮比に対応するため、ピストン、シリンダー、クランクシャフトなど、各部品の強度を高める必要があります。また、高圧縮比を実現するために、ガソリンエンジンよりも複雑な構造を持つ傾向があります。一方、ガソリンエンジンは、比較的シンプルな構造で済むため、製造コストを抑えることが可能です。

さらに、燃料の違いも考慮すべき点です。軽油はガソリンよりも自己着火性が強く、粘度が高いという特徴があります。この粘度が高いということは、燃焼室への燃料供給システムもガソリンエンジンとは異なる設計が必要となります。また、軽油はガソリンよりも発火しにくいという特性があるため、圧縮着火という方法が採用されています。

燃費性能についても、一概にどちらが良いとは言えません。かつてはディーゼルエンジンの方が燃費が良いとされてきましたが、近年はガソリンエンジンの技術進歩も著しく、その差は縮まっています。むしろ、車両の重量や走行状況、運転方法など、様々な要因が燃費に影響を与えるため、単純に比較することは困難です。

環境性能についても、かつてはディーゼルエンジンの方が排出ガスに問題があるとされていましたが、近年はDPF（ディーゼルパティキュレートフィルター）やSCR（選択的還元触媒）などの排ガス浄化技術の進歩により、ガソリンエンジンと遜色のないレベルにまで改善されています。しかし、ディーゼルエンジンは、窒素酸化物（NOx）の排出量が多い傾向にあるため、その対策は依然として重要な課題となっています。

結局、ディーゼルエンジンとガソリンエンジンは、それぞれに長所と短所を持ち、用途によって最適な選択肢は異なります。大型トラックやバスなど、大きなトルクが必要な用途ではディーゼルエンジンが有利ですが、乗用車などでは、ガソリンエンジンの燃費性能や環境性能の向上が目覚ましく、両者の優劣はますます曖昧になってきています。それぞれのエンジンの特性を理解し、自身のニーズに最適なエンジンを選ぶことが重要です。 今後の技術革新によって、さらに両者の性能差が縮まる、あるいは新たな選択肢が登場する可能性も秘めていると言えるでしょう。