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【資源エネルギー庁長官賞】

機械制御式船舶用ディーゼル主機関（６ＣＸＢ－ＧＴ）

ヤンマー株式会社

大阪府大阪市

1. 機器の概要

これまでの国内漁船市場では、漁場への往復にかかる時間が、漁獲高・魚価に

大きく影響を与えるとして、船速を強く求められた結果、軽量高出力を 重視し

開発・商品化がおこなわれてきた。しかし、2008 年の燃油価格高騰以降、顧客の

要望も変化し、高出力だけでなく、低燃費要求が非常に強くなっていた。また、

漁船市場だけでなく、旅客船及び運搬船市場においても低燃費思考が強く、同じ

出力要求でもエンジンのダウンサイジング化による低燃費およびコストダウンが

望まれていた。

一方、2011 年よりＩＭＯ（国際海事局）が規定する窒素酸化物の排出量の規制

が強化された。また、本機関は、欧州への新規市場開拓をするため、前出のＩＭ

Ｏ規制より、さらに厳しい欧州

の環境規制の一つである欧州ラ

イン川規制（ＣＣＮＲ）に対応

する必要があった。さらには、

地球温暖化対策として二酸化炭

素の排出量低減に対しての市場

のニーズが高まっていた。しか

し、これらの低燃費、低エミッ

ション、高出力化は、通常、お

互いにトレードオフの関係にあ

り、同時に達成することは非常

に困難である。また、船舶用主 図１ ６ＣＸＢ－ＧＴ形外観

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機関として信頼性の確保は、海の上での安全・人命を守る上で必須であり、高信

頼性が求められていた。

そこで、我々は本機関の開発コンセプトを「地球にやさしい機関の開発」とし、

上記に挙げた４大テーマ「低燃費」「低エミッション」「高出力」「高信頼性」を達

成すべく開発に着手した。電子制御を取り入れることで、「低燃費」「低エミッシ

ョン」は達成できるかもしれないが、業務用船舶用主機関として実績の低い電子

制御を採用せず、「高信頼性」を第一に考え、あえて機械制御式にこだわった。こ

れまで、船舶用主機関メーカーとして先陣を切ってきたヤンマーの 大限の技術

投入を行い、３年間の開発期間を費やして、これらの４大テーマを克服した。「低

燃費」においては、従来機の８～10％低減し、環境高度対応機関合格書を取得し

た。「低エミッション」においては、大気汚染防止鑑定書（ＩＭＯ２次）の取得、

欧州ライン川規制（ＣＣＮＲ）の適合を達成した。「高出力」においては、国内漁

船法Ａ階層での 高出力を達成した。「高信頼性」においては機械制御式による燃

焼マッチングを実現した。

2. 機器の技術的特徴および効果

表１ ６ＣＸＢ－ＧＴと従来機の機関要目表

申請機 従来機

機関名称 単位 6CXB-GT 6CXA-GT

形式 - 4 サイクルディーゼル

シリンダー数 - 6

ボア×ストローク mm 110×130

排気量 リットル 7.413

実用 大出力 kW/min-1 363/2700 331/2850

正味平均有効圧 MPa 2.18 1.88

減速逆転機 - YX-75 YX-71

燃焼方式 - 直接噴射式

冷却方式 - 清水間接冷却

潤滑方式 - 全密閉強制潤滑

過給方式 - インタークーラ付排気ガスタービン過給

全長×全幅×全高 mm 1451×901×979 1424×914×964

乾燥質量 kg 1060

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2.1 技術的特徴

(1) 機械制御式の採用

エンジンの燃焼性能の根幹とな

る燃料噴射系に電子制御を採用せ

ず、すべてに機械制御式を採用し

た。そのため動的噴射時期を決定

する新規の噴射時期タイマー（図

２）の採用および燃料の微粒化に

よる燃焼効率化を図るため、高圧

噴射ポンプを採用した。

(2) 低λ※１燃焼の採用

過去の燃焼方式では空気量の低

下により、出力の低下、スモーク

の悪化を招く。しかし本機関にお

いては、ピストンの燃焼室にスキ

ッシュリップ（図３）と呼ばれる

特殊形状を採用し燃焼効率をあげ

ることで、低λ燃焼を実現した。

低λ燃焼を実現したことにより

給排気バルブタイミング及びバル

ブリフト（図４）を見直し、ポン

ピングロスを低減し低燃費・低エ

ミッションを実現した。

※１ 空気過剰率を意味し、λ＝実空

燃比/理論空燃比で計算される。

(3) 多変量解析の実施

燃焼スペックの設定に関しては、上記だけでなく多くの項目があり、マトリ

ックスでは莫大な量となる。本機関の開発では約 140 ある説明変数（性能に影

響を及ぼす可能性のあるパラメータ）から、多変量解析を実施し、NOx、燃費な

どを定量的に数式化した。この式から影響を及ぼす因子とその影響度合いに着

目し、 適化試験を実施した。

進角

度

機関回転数

[Deg.]

[rpm]

6CXA-GT（従来機）

6CXB-GT

図２ 噴射時期タイマーの特性

図３ スキッシュリップ燃焼室

120 240 360 480 600

バル

ブリ

フト

クランク角度

6CXB-GT6CXA-GT

図４ 給排気バルブタイミング

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2.2 効果

(1) 低燃費・低エミッションの達成

ＩＭＯ（国際海事局）が規定す

る NOx 排出量規制値を大きく下回

る排出量を達成し、従来機の排出

量の 20％以上の低減に成功した。

また、トレードオフの関係にある

燃費に関しても従来機と比較し、

燃料消費率で 10％以上の低減に

成功した（図５）。

(2) 高出力の達成

漁船法Ａ階層排気量 10Ｌ未

満にて、排気量あたりの出力に

おいて 高出力を達成し、同階

層にて NO.1 のコンパクト・高出

力を達成した。（図６）

3. 用途

2009 年６月より生産を開始し、船舶用主機関として、漁船、旅客船、運搬船、

警備艇等へ搭載され、該当する馬力ゾーンにおいて 50％以上の高いシェアを確

保・維持している。また、海外業務用を含めると年間 200 台以上出荷され、総計

700 台以上の出荷実績がある。6000 時間以上稼働している機器もあり、顧客より

十分な信頼性を得ている。

表２ 年度別販売実績及びシェア

実績台数

年度 2008 2009 2010 2011 2012

6CXB-GT 形 61 125 114 128

401-495PS 総需要 275 249 347 234 243

国内市場シェア 45.1％ 51.0％ 61.7％ 56.0％ 51.9％

燃料

消費

率

NOx

[g/kWh]

NOx20%以上減

[g/kWh]

燃費

10%以上減

6CXA-GT（従来機）

6CXB-GT

図５ ＮＯｘと燃費の関係

図６ 排気量あたりの出力比較