クルマのミライNEWS

自動車コラムニスト 山本晋也がクルマのミライに関するニュースやコラムをお伝えします。

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アトキンソンサイクル

間もなく国内仕様が登場? 日産VCターボには3つのメリットがある

海外では2017年に量産開始となっていた日産の可変圧縮比エンジン「VCターボ」が、ついに日本で発売開始?



こちらのYouTube動画をアップしたのは2019年5月、もう2年以上も前の話です。撮影したのは、パシフィコ横浜で開催された「人とくるまのテクノロジー展」だったと記憶していますが、なにが写っているのかといえば、日産の可変圧縮比エンジン「VCターボ」の作動状況。

2017年に海外向けモデルへの搭載が発表された「VCターボ」とはコンロッドのかわりにマルチリンク機構を使うことで、ピストン上死点の位置を可変させ、すなわち要求トルクに合わせて圧縮比を連続可変させるという、ある意味では夢のエンジン。

この映像は、そうした可変圧縮の様子をカットモデルを使って説明するという展示物でありました。とはいえ、当時は日産の国内向けPRセクションでは「VCターボ」については放置状態だった印象もあります。それが、このところ国内メディア向けの試乗会を開催するなどPR活動の動きアリ。つまり国内投入が近づいて来ていると予想するのが妥当でありましょう。

ちなみに、こちらに貼ったリンクは、上から2017年の登場時、2018年の人とくるまのテクノロジー展、2019年の人とくるまのテクノロジー展と、その時々での印象を記した拙ブログのエントリであります。振り返りということでご確認いただければ幸いです。






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レクサスGSがマイナーチェンジで3.5 V6をリニューアル!?

レクサスGSがマイナーチェンジで、さり気なく(?)、3.5リッターV6エンジンを『2GR-FKS』へと進化させております。Kのアルファベットからも想像できるよう、アトキンソンサイクル(高膨張比)を前面に出した新エンジンなのでした。

lexus_gsj1511_012

従来の3.5リッターV6「2GR-FSE」とスペックを比較すると以下の通り。

2GR-FSE 2GR-FKS
総排気量 3456cc
圧縮比 11.8
最高出力 232kW/6400rpm 234kW/6600rpm
最大トルク 377Nm/4800rpm 380Nm/4800rpm

ちなみに、2GR-FSEもレクサスIS350に搭載されているものは少々ハイスペックになっておりますが、それでも最高出力234kW/6400rpmで発生回転が異なっていたりするので、FKSのスペックは独自というのが理解できるところ。わかりやすく言えば「従来の燃費性能と、IS専用エンジンのパフォーマンスを両立」するためにアトキンソンサイクルを採用したという感じでしょうか。

img_engine_01

レクサスGSドライビングパフォーマンスページより

縦軸のピッチが大きめなせいもあってか、トルクのラインが波打っているように見えますが、もともと2GRはターゲットトルクに抑えこむような制御ではなく、機械に任せて自然にトルクを出させているようなフィーリングなので、高膨張比化によって、そうしたキャラが際立ったことを、このパワーグラフはアピールしたいのかもしれません、なんちゃって(汗)



燃費性能を見る限りは、4気筒のアトキンソンサイクルエンジン「#NR-FKE」 ほどの最大熱効率(38.0~38.5%)ではないのかもしれませんが、排気量が大きければ高膨張比の領域を広げてもドライバビリティを確保することができると考えられるので、リアルドライブでは意外にアトキンソンサイクルで動いている時間の長いエンジンなのかもしれない、と感じる「2GR-FKS」なのであります、ハイ。

あくまで想像ですが…(出汁)

精進します。
 








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アウディの新エンジンは全領域で吸気バルブ早閉じ?

audi_new_20TFSI



ウィーンで開催されているエンジンシンポジウムにて、アウディが次期A4に搭載するという新しいガソリンターボエンジンを公開しております。

World premiere at the Vienna Motor Symposium: new high-efficiency engine from Audi
New 2.0 TFSI four-cylinder engine with innovative combustion method
Top figures: 190 hp, 320 Nm (236.0 lb-ft), less than 5 l/100 km (47.0 US mpg)
To be implemented in the new Audi A4 by the end of 2015


正直スペックについては、車両搭載要件や組み合わせるトランスミッションなどによっても決まってくるので、それがエンジンの性能を示しているとは思っておりませんから、あくまで参考として、注目はアウディ流の高膨張比サイクル的な高効率を実現したという点でありましょうか。

ざっと見たところ、最小限の文字情報だけですので、どういった内容なのかはわかりづらい面も多々ありますが、ともかく吸気時間を短くしている(インテークバルブの作用角が極端に小さい)というのが特徴。

こうして吸気時間を短くているだけでなく、ピストンが下死点に達する前に吸気バルブを早めに閉じることで、実質的な吸気行程を短くしているというのが、高膨張比サイクルに匹敵する高効率につながっていくというわけなのでしょう。

仮に上死点0度から吸気バルブが作用したとして、閉じるときに、まだ吸気行程でのストロークは2割程度残っているわけですから、かなりポンプロスを低減していそうではありますが、さて。






さらにリリースを見ていくと、AVS(アウディ・バルブリフト・システム)を採用しているとあるますので、ハイ/ローと2つのカムプロフィールを持っているわけ。そして、ローカムはクランク角で140度! そして、ハイ側は同じく170度となっている模様(このリリースだけでは断言できません、あしからず)

ハイ側にしても、通常のガソリンエンジンからすると作用角が小さな印象で、全域で高膨張比的なサイクルを実現したエンジンとなっている模様。おそらく、ここが新エンジンのポイントなのでありましょう。 

そのほか、明らかになっている数字でいえば単体重量140kgということですが、これも補機を含めているのかどうか明確でないので、参考程度という印象。また、いまどきの環境対応エンジンらしく、冷却のコントロールによる暖機の促進、フリクション低減につながるエンジンオイル(0W-20)の採用、シリンダーヘッド内蔵エキゾーストマニホールドといった要素も示されておりますが……。



精進します。











ラクティスがマイナーチェンジで、欧州版「Verso-S」もアップデート


というわけで、日本では新アトキンソンサイクルエンジンの搭載に注目したいマイナーチェンジ版ラクティス。

一方、ラクティスの欧州モデルといえる「Verso-S」もデビューから3年、今夏のマイナーチェンジを発表であります。
2015_Verso-S_01__mid
2015_Verso-S_05__mid



・ Front face aligned with Toyota’s ‘Keen Look’ design

Since its debut 3 years ago, Toyota Verso-S has been improved with a mid-life update to provide a compact with no compromise vehicle for B-MPV segment drivers.
 

しかしながら、公式リリーフに目を通す限り、内外装の変更と装備の充実といったアップデートに留まっている模様。記憶では、1.3リッターガソリン、1.4リッターディーゼルを積んでいるはずなので、アトキンソンサイクルの新エンジンに載せ替えるのもありだと思っておりましたが、もしかすると新しい1NR-FKEはMTとの組み合わせが難しく、それが投入を避けさせているのかも? 欧州仕様でもガソリンエンジンとCVTの組み合わせは存在していますが、ニーズを考えるとMTのラインナップは外せないでしょうから……。

それというのも、アトキンソンサイクルとオットーサイクルを適宜使い分けるエンジン制御とMTのマッチングはドライバビリティの確保が難しそうな印象といいますか、結局のところMTではアトキンソンサイクル領域をほとんど使わない(使えない)のかも、と想像したりするのでもありました(汗)


2015_Verso-S_02__mid


そういえば、すでにマイナーチェンジを発表している欧州版ヴィッツ「Yaris」もエンジンの変更をアピールしていないところからすると、欧州マーケットにアトキンソンサイクルを投入するのは、まだ先なのかもしれません。



全域・高膨張比エンジンというのはあり得るか?

3L_gasoline_engine_S

ヴィッツがマイナーチェンジながら、新しいアトキンソンサイクルの「1NR-FKE」エンジンを搭載ということで、個人的には盛りがっている今日このごろ。最大熱効率38%という数字を明確に打ち出してきたことが自動車の評価項目としての提案として注目。そして、これまでハイブリッドとの組み合わせることでスイートスポットが狭く、最高出力も稼ぎづらい高効率エンジンを活用してきたトヨタが、CVTとの組み合わせでアトキンソンサイクルエンジンを使う始めたことも気になるところであります。

ただ、フルハイブリッドもしくはレンジエクステンダーEVのエンジンとして使うならば発電機的な特性もありかもしれませんが、コンベエンジンとして考えると、フレキシビリティなどの観点から全域アトキンソンは難しいだろうな、と思うところですし、トヨタ自体も電動VVTなどを利用して、アトキンソンと通常のオットーサイクルをシームレスに使い分けている模様。


といいますか、コンベエンジンとして使うことを考えると、全域で高膨張比のアトキンソン(ミラー)サイクルとすることはナンセンスで、加速時など必要に応じてオットーサイクルとして出力を稼ぐモードに切り替えるエンジンにすることが正しい判断なのだろうな、と思うわけです。

ですから、乗用車用の高膨張比エンジンを評して「このエンジンは、全域でアトキンソンじゃないから名ばかりで無意味」という批判は適切とはいえず、必要に応じて圧縮比と膨張比の比率を使いわけることは評価ポイントだろうと思う次第。

もっとも、高膨張比の領域が極端に狭く、実際はほとんどオットーサイクルなのにセールスポイント的にアトキンソンサイクルをアピールしているようならば批判の対象にはなるでしょうが。

こちらの動画は、ホンダが定置型発電機に使っている高膨張比エンジン「EX Link」のカットモデルを撮ったものですが、クランクとコンロッド間のリンク機構により膨張比と圧縮比の比率が固定となっていて、そうした使い分けは難しいシステムとなっているようです。



全域で高膨張比エンジンな、この仕組み。ホンダがそうしているように発電機には向いているのでしょうが、変速機を介してタイヤを駆動する自動車用エンジンに使うほうがナンセンスという印象もありますが、どうでしょう?

 honda exlink

ヴィッツの1.3リッターエンジンの最大熱効率38%にプチ興奮【動画リンク追加】

クラウンの直噴4気筒、最大熱効率38.5%に思う。というエントリをあげたときに次のように書いておりました。

そもそもトヨタの場合、圧縮比よりも膨張比を大きくとったアトキンソンサイクルエンジンはハイブリッド専用という位置づけなので、ガソリンエンジンだけという用途は考えていないかもしれません。ですが、マツダ・デミオのSKYACTIV-G 1.3 では同様のエンジンをCVTと組み合わせて成立させているので、トヨタの2.5Lエンジンも非ハイブリッド車への搭載は考えられいるのか、も気になります。

低回転・全負荷時の最大熱効率なんて数字の話だけで実走行からは意味がそれほどないスペックという印象もあったのですが、エンジンで発電機を回して、モーターでタイヤを駆動するシリーズハイブリッドとして考えると、その領域が燃費の差を生み出すわけで。CVTもまあまあ近いイメージで捉えられる部分もあるとすれば、最大熱効率をメーカーがアピールして争う時代といえるのでは?

そうしたところで、トヨタが次期ヴィッツ(マイナーチェンジ)用の高効率エンジンを発表。
【発表会説明動画追加】


3L_gasoline_engine_S





そして、興奮気味にUstream。といっても小声でボソボソで恐縮ですが、最大熱効率はもちろん、レギュラーガソリンでポート噴射だとしたら、耐ノッキングのヒミツを知りたいと思うエンジンであります、ハイ。
 
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