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筒内噴射式ガソリン・エンジンでは，ポンピング・ロスを低減して熱効率を向上させているが，その理由として，適切なものは次のうちどれか。
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(1)均質燃焼時にタンブル流を起こすためである。 |
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(2)ピストンのクラウン部に直接燃料を噴射して効率の良い燃焼を行っているためである。 |
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(3)圧縮圧力が高いためである。 |
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(4)成層燃焼時にスロットル開度を大きくしているためである。 |
解く
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(1)均質燃焼時にタンブル流を起こすためである。 |
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(2)ピストンのクラウン部に直接燃料を噴射して効率の良い燃焼を行っているためである。 |
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(3)圧縮圧力が高いためである。 |
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(4)成層燃焼時にスロットル開度を大きくしているためである。 |
筒内噴射式ガソリン・エンジンにおける燃焼
筒内噴射式ガソリン・エンジンでは，低負荷運転領域の場合，成層燃焼を行うため，着火可能な混合気の層を，図 （ 1 ）のようにスパーク・プラグ付近に作り出し，それ以外の部分には空気が充てんされており，燃焼室全体でみると，超希薄な空燃比でも，安定した燃焼を行うことができる。このことが筒内噴射式エンジンの大きな目的の一つである。
これにより，空気過剰状態でも燃焼が可能となるので，低負荷域でも吸入空気量をあまり絞らない状態で運転が可能となる。したがって，ポンプ損失が低減されるため，ジーゼル・エンジン並の熱効率が可能となる。この考え方は，古くから知られ研究されてきたが，その多くはスパーク・プラグ付近に燃料を噴射して，燃料が拡散する前に点火する方式であった。しかし，この方式では，燃料の気化が十分にできないため，スパーク・プラグに液体の燃料が付着し，また，周辺の混合気が濃過ぎるため，プラグがくすぶるなどの問題が生じて，実用化には至らなかった。
したがって，近年実用化された筒内噴射式エンジンでは，燃焼室内の気流制御と圧縮行程での燃料噴射制御により，点火直前にピストンに向かって噴射した燃料を筒内の空気流動に乗せ，気化させながらスパーク・プラグ点火部に運ぶことで成層燃焼が行われている。
高負荷運転領域の場合は，インテーク・ポート噴射式ガソリン・エンジンと同様に，図（ 2 ）のように均質燃焼を行うが，直接，シリンダ内に燃料を噴射するため，燃料の気化潜熱（潜熱とは、固定、液体、気体と変化するときに吸収・放出する熱エネルギーのこと）により燃焼室内の空気温度を下げて空気密度を上げるので，インテーク・ポート噴射式ガソリン・エンジン以上の高出力が得られる。
なお，成層燃焼と均質燃焼の中間域では，均質リーン燃焼（インテーク・ポート噴射エンジンでの希薄燃焼相当）を行い，燃費向上と燃焼切り替え時のトルク変化をスムーズにしている。
よって答えは（4）
