日産、ダウンサイジングエンジン

ドイツではVWなどが積極的に取り入れている手法。

ダウンサイジングコンセプト(downsizing concept)とは自動車においてエンジンを過給することによって、より小さい排気量、より少ない気筒数のエンジンで自然吸気エンジンと同等の出力、トルクのエンジンに置き換えるという概念である。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%80%E3%82%A6%E3%83%B3%E3%82%B5%E3%82%A4%E3%82%B8%E3%83%B3%E3%82%B0%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%82%BB%E3%83%97%E3%83%88

 大排気量、マルチシリンダーエンジンは、摩擦抵抗が大きく、重いため、エコでなく、また、サイズも大きいため、衝突安全にも不利となる。

このことにより低燃費とコストダウンを両立させる。ガソリンエンジンディーゼルエンジンの両方に適用される。ディーゼルエンジンでは商用車を中心にかつてはV型12気筒であったものを過給した6気筒エンジンに置き換えている。ガソリンエンジンではフォルクスワーゲンのTSIが代表例である。従来の過給機付きガソリンエンジンは最高出力を求めて大型の過給機と低圧縮比のエンジン本体を組み合わせていたため、燃費や低回転域のトルクは優れているとは言えなかった。

 圧縮比が低いと、(同じ排気量では)出力の小さなエンジンになる。ただ、圧縮比を高くすると高回転時の異常燃焼に繋がるため、最高出力向上を目的としたエンジンでは低圧縮比としていた。すると、低回転域ではトルクが低い→踏む→ドッカン(と燃料を喰う)。

ダウンサイジングコンセプトにおいては、小型のターボチャージャーを採用したり、前述のTSIの一部のようにスーパーチャージャーターボチャージャーを組み合わせることで最高出力を控えめにして低回転域のトルクを引き出す設定がされている。熱効率に直結するエンジンの圧縮比は燃料噴射装置を直噴化することにより、自然吸気エンジンに近い高圧縮比が実現でき、過給機を搭載することによる効率低下を最小限にしている。

 排気タービンは、排気ガスを利用するため低回転域では効率が悪い。逆に、スーパーチャージャーは、高回転域では、エンジン出力のいくばくかを圧縮機の駆動に喰われるので効率が悪い。マーチターボ。


車種にもよるけど、走行モードを選択できるようにして、エコモードでは過給圧を意地でも正圧にせず燃費を稼ぎ、スポーツモードではドッカン、とかあるらしい。それを、「燃費測るときはターボ切って、馬力測るときはターボつける」と評するかどうかは、謎。

かつてのターボ王国日本が、イマ苦手なのはディーゼル規制のせい?

俗に“ストイキターボ”と呼ばれる高効率過給エンジンは、欧州勢ではBMWメルセデスベンツなど多くのメーカーが手がけている。日本メーカーではホンダやマツダがストイキターボを市販しているものの、全体的に開発は低調。

「(ターボ装着が前提である)ディーゼル乗用車の締め出しが少なからず影響した」(国産メーカーのエンジニア)との声も出るなど、かつての“ターボ大国日本”というイメージとは裏腹に実は比較的苦手な分野である。

http://response.jp/issue/2007/0127/article90729_1.html

 3ナンバーの課税がきつい時代は、2lターボ全盛だったけど、規制が緩くなり、マルチシリンダー、大排気量へ移行していった。アメリカ市場重視のせいもあるかな。マツダは、結構過給器好きだけど、日本のユーザーの支持は今ひとつのよう。

エンジンのダウンサイジングでCO2対策

エンジンの小型化による効率性の向上と燃費・大気汚染の削減が、CO2の問題に対する自動車業界の回答の1つだ。これに関連して、ターボチャージャー・システムが重要な役割を担っている。

http://www.faro.com/contentv2.aspx?ct=jp&content=misc&item=1480

ドイツの話

ワゴンRにストイキターボ

http://techon.nikkeibp.co.jp/premium/AT/CAR/20030930/1/?ST=AT
軽乗用車は排気量の縛りがキツイため、過給器が普及している。

感想

 内燃機関、普通のレシプロエンジンは効率的に動作する回転数が限られていて、その回転数を外れると非効率的になる。
 ので、効率的な回転数で作働させ、速度は変速機で連続的に変化させる→CVT とか、レシプロエンジンが不得意とする低回転や、発進を電動機でアシストするハイブリッド、そして、過給器により全領域で効率をたかめ、フリクションロスを減らすダウンサイジングコンセプト、などなどいろいろアレ。
 CVTは、作働原理的に圧力損失が大きいとか、ハイブリッドは長距離定速走行ではデッドウエイトが大きいとか、いろいろアレなのだけど、回生ブレーキや、プラグインハイブリッドへの発展性とか考えると、ハイブリッドは必要だと思うんだけど。
 あ、ディーゼル+ハイブリッドは最高、みたいに考えてみたけど、ディーゼル代が100万円、ハイブリッド代50万円追加と、小型車には向かないらしい。