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Sunrise Sunbeams, British Columbia
photo via patricia

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(Source: nayumurami, via inoao)

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「ディーゼルってどうなの?」最近よく聞かれる質問である。「いかがなものか?」ではなく「ちょっと興味あるけど……」というニュアンスだ。石原慎太郎元都知事がペットボトルを振ってディーゼルの排気ガス問題をぶち上げたのは1999年。一度は致命的に激減したディーゼルだが、あれから15年、再び脚光を浴びている。

今回は、先行する欧州勢に一矢報いたマツダのディーゼルエンジン「スカイアクティブD」の話をしたいと思う。参考にしたのは沢村慎太朗著『午前零時の自動車評論7』文踊社刊である。また沢村氏にはこの原稿の執筆に当たってアドバイスもいただいた。

■なぜ欧州ではディーゼルが発達?

欧州では昔からディーゼルエンジン搭載の乗用車が売れていた。事情はいくつかある。ひとつは年間走行距離が日本より多いこと。もうひとつ、クルマの購入費用を勤め先が負担するというカンパニーカー節税制度の影響も無視できない。ちょうど日本の借り上げ社宅と同じ考え方で、現物支給によって雇用者と企業ともに節税するやり方だ。雇用者は累進的に上がる課税率を回避でき、企業はクルマの購入費を経費にできる。

しかし多少高くても会社持ちの購入費用と違って、ランニングコストは全額が雇用者の個人負担なので、燃費に対しての要求レベルが高いのである。そのため今やヴィッツやフィット・クラスのクルマまでディーゼルは当たり前。当然ラインナップにディーゼルが無ければ話にならない。そうした市場ニーズの差によって、日本はこれまでこの乗用ディーゼルでは遅れを取ってきた。

ところがマツダは先行する欧州勢が思いもつかなかった方法で新しいディーゼルエンジンを作り上げた。失礼ながら特別資金力に優れるわけでもないマツダが、底力が問われるエンジン開発でその快挙を成し遂げたのは身の丈をわきまえた戦略をしっかり立てたからだった。

■うるさい・重い・回らない

まずはディーゼルエンジンの特徴と仕組みから始めたい。ご存じの通りディーゼルはガラガラとうるさい。エンジンが重い。運転経験があればご存じの通り高回転は全然回らない。そして排気ガスの浄化度は現在でもガソリエンジンンに及ばない。ガソリンエンジンに比べて価格も高い。しかし一方で低速トルクがあって燃費が良い。まさに短所長所が混沌としているのだ。

逆に言えば、静かで気持ちよく回り、価格が下がって排気ガスがキレイになれば、完璧なエンジンが出来上がる。もちろんガソリンエンジンに低速で十分なトルク特性を確保し、燃費を向上させても同じだ。エンジンとは機能部品だから、結果が全てなのである。

ディーゼルエンジンの仕組みは割とシンプルだ。まずは空気を吸い込む。この空気をピストンで圧縮して行くと、物理法則に従って温度が上がって行く。十分に温度が上がったところにノズルから霧状の燃料を噴射すると、点火プラグで火をつけなくても温度の影響で自然に発火する。着火のタイミングは燃料の噴射時期で決めるのだ。

ピストンエンジンは、燃焼前の圧縮が高ければエネルギー効率が上がる。なので出来るだけ圧縮を上げたいのだが、事前に空気と燃料が混ざっているガソリンの場合、あまり圧縮し過ぎると早期着火などの異常が起きてエンジンが壊れてしまう。その点ディーゼルは圧縮する時にはただの空気なので圧縮を高めても早期着火はあり得ない。その結果、より高圧縮にできるから燃費が良くなるのだ。これがディーゼルの最大のメリット、省燃費の理由だ。

■排ガス対策は永遠の“モグラたたき”

排気ガスの問題はどうだろうか? ディーゼルの場合、問題となる汚染物質はふたつある。光化学スモッグの原因となる窒素酸化物(NOx)と黒煙(PM)だ。光化学スモッグについては昭和40年代から問題となっていたのでご存じの方が多いと思う。しかしPMについては従来あまり指摘がなく、冒頭に述べた石原元都知事のパフォーマンスで広まったと言っても良い。近年はPM2.5の問題が話題になっているので、だいぶ深刻に捉えられるようになった。

問題はこのふたつの汚染物質がトレードオフの関係にあることだ。燃焼をコントロールして排気をキレイにしようとするのだが、簡単に言って速く燃やすとNOxが、ゆっくり燃やすとPMが出る。あちらを立てればこちらが立たずの板挟みなのだ。優柔不断を決め込んでも仕方が無いので、現在の技術トレンドでは燃焼時にはNOx抑制を優先することになっている。

PMについては「元から断つ」ことは諦めて、排気系統にフィルターを仕掛けて濾し取る。フィルターは当然ススが詰まるので、時々これを燃やして詰まりを取らなくてはならない。ここまではディーゼルの宿命なのだが、まだしつこい敵が蘇って来るから大変なのだ。

エンジンの効率を上げたり、運転条件が厳しくなると、燃焼制御で発生を止めたはずのNOxがまたぞろ発生するのである。このモグラ叩きをちゃんとやっておかないと現在の排ガス規制をパスできない。そこで排ガスからNOxを除去する高価な後処理装置も必要になる。あっちこっちに痛み止めの湿布薬をペタペタと貼って何とか規制値をクリアしているのが現在のディーゼルエンジンなのだ。そしてこの様々な後処理装置のコストこそが、エンジンの価格を押し上げる大きな原因となっている。

■「前門の虎、後門の狼」と戦うマツダ

ではなんとかして高価な後処理装置無しで排気ガス問題を解決できないのか? マツダにとってそれは深刻な問題だ。何故ならベンツやBMW、VWあたりの様に「色々付けたら高くなっちゃいました」が通らないからだ。前門にはプレミアムブランドのドイツ勢、後門には中国や韓国の安価なクルマがひしめいている。どちらの餌食にもならずにビジネスを成功させるには、安価で高性能という針の穴を通す出口しかない。しかしそれは先行各社が必死にトライしてきた「掘り尽くされた鉱脈」でもある。

マツダは圧縮を下げるという奇妙な設計を行った。さきほどガソリンエンジンに対するディーゼルのアドバンテージは圧縮の高さにあると書いたばかりである。そのメリットを捨てるとはどういうことなのか? 実は圧縮を落とせばNOxは確実に減るのだ。マツダはこれに加えて燃料の吹き方の高精細化に挑んだ。

具体的には噴霧の粒をより細かくし、ノズルの穴を増やし、一回の燃焼に対して、その開始から終了まで時間軸の中で常に最適になるように最大で9回に分けてコントロールするという超緻密制御を行うのだ。こうやってまず燃焼条件の厳しい時に合わせたNOx抑制エンジンの基本を構築する。

圧縮を下げたので、このままでは当然パワーが出ない。だから条件がよい時はターボで空気をガンガン送り込んで圧縮を補うことにしたのである。となればこのターボがエンジンの性能に及ぼす影響は大きい。そこでレスポンスを担当する反応重視の軽く小さなターボと、高負荷域を担当する大型ターボのふたつを使って、全域での性能向上を狙ったのだ。

従来のディーゼルエンジンが基本を高性能化に置き、排ガス対策の引き算を行うのに対して、マツダは排ガス対策を基本に高性能化を足し算で行うと言うコペルニクス的転換を編み出したのだ。

■MTで乗りたくなる吹け上がり

ここでマジックが発生する。マツダの新方式ではターボで空気を詰め込んでも総合的な燃焼のピーク圧力は他社に比べて低い。一瞬残念に聞こえるが、実はここにメリットがあった。ピークが下がることでディーゼルの大問題のひとつ、ガラガラ音が激減したのだ。さらにピストンやクランクなどの部品の強度設計に余裕ができ、さらに鋳鉄製じゃないともたなかったブロックをアルミに置き換えることにまで成功する。軽量ディーゼルエンジンの誕生だ。しかも回転部品の重量が減ったことで、エンジンの高回転化も可能になった。

冒頭に書いたディーゼルのデメリットを思い出して欲しい。

・ガラガラとうるさい
・エンジンが重い
・高回転は全然回らない
・排気ガスの浄化度がガソリンに及ばない
・ガソリンエンジンに比べて価格も高い

スカイアクティブDはこれらのデメリットをほぼ全ての項目で改善することに成功したのである。もちろん項目によって達成レベルは異なる。しかし全体として完璧なディーゼルエンジンに近付いたことは事実である。

このスカイアクティブDを搭載したマツダ・アテンザXD(6MT)に試乗した沢村慎太朗氏によれば、ディーゼルらしい怒涛の暴力的低速トルクこそないが、トルクの出方はふわっと優しく厚く、過去に記憶の無い気持ちのいい加速を実現している。しかもその優しく厚いトルクは下から上まで気持ちよく出ていて、低速トルクと引き換えに高回転でがっくりと力を失う従来のディーゼルエンジンとは一線を画すものになっているという。

シフトダウンのためのヒール&トゥでもアクセル操作に遅滞なく反応するなどディーゼルとしては史上初のドライバビリティを実現しており、このレスポンスを味わうために積極的に6段MTで乗るべきと結論している。スカイアクティブDに対するより詳細な技術説明や、全項目の試乗インプレッションは前述の著書を参考にしていただきたい。

横綱相撲という言葉がある。しかし横綱はいつも一握りだ。横綱ではない力士は、常に自分の戦い方を考え続けるしかない。マツダは自社の立ち位置を怯まずに見つめ直し、今の身の丈にとって本当に必要な戦略を立て、それを全力で実現した。プレミアムブランドという横綱を見ながら横並びで自らの製品を構築するようなことはしなかったのだ。その姿勢と成し遂げた製品開発に心からの敬意と称賛を贈りたいと思う。

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「排ガス対策・静か・高回転」 常識を覆したマツダのディーゼル (THE PAGE) - Yahoo!ニュース (via bochinohito)

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