【研究者紹介】
自動車用エンジンの高効率化に挑む

飯島准教授は、自動車に搭載されているガソリンエンジンの熱効率を向上させる研究を進めている。熱効率が上がれば使用燃料が減り、燃焼に伴うCO²排出も抑制でき、地球温暖化の防止に役立つ。電気自動車は価格や航続距離、電池重量などの面で難題を抱え、伸び悩んでいる。ガソリンエンジンを使う通常の車や、エンジンと電気モーターを併用するハイブリッドカーの優位性は、非常に高い。飯島准教授の研究は今後長期間にわたり、世界の自動車産業と地球環境に多大な貢献をすると予想される。

飯島准教授によると、自動車を運転中、低速でアクセルペダルを踏み込んだ時や高速に至る途中などに、突然、異音や振動が発生することがある。エンジン内の異常燃焼（ノッキング）によるもので、エンジンの構造上の宿命でもある。

エンジンは、シリンダー（燃焼室）内で空気とガソリンを混ぜた混合気の圧縮度合を高めるほど、熱効率が高まり燃費が良くなる。しかし高めすぎると、過度の圧力と振動でエンジンが破損する。

世界の自動車メーカーはノッキングの制約を受けながら、100年以上かけて少しずつエンジンの性能を上げてきた。だが、ノッキングがなぜ、どのように起きるのかというメカニズムは、未解明な部分が残っている。

自動車メーカーのマツダは19年12月、新世代ガソリンエンジン「SKY ACTIV-X」を搭載した新型車を発売した。独自の燃焼制御技術である「火花点火制御圧縮着火（SPCCI）」を使い、少ない燃料で高効率な燃焼を実現したという。

飯島准教授によると、SPCCIはガソリンエンジンの点火プラグによる火花着火と、高温高圧の空気の中で自然に軽油を燃やす、ディーゼルエンジンの圧縮着火の特徴を併せ持っている。夢の技術といわれる「予混合圧縮着火燃焼（HCCI）」を、一部の領域で実現したものである。

HCCIは、ノッキング現象をうまく利用した技術で、飯島准教授の主要研究テーマの一つでもある。マツダのように新たなエンジンの開発に応用できるほか、ガソリンエンジンの性能アップにもつなげられる。マツダの新世代エンジンの開発チームでは、飯島准教授の下でHCCIの研究をしていた院生が活躍している。