【EJ20、SKYACTIV-X…】世界に誇れる!!! 日本車の凄いエンジン7選


今、日本車のエンジンが凄い! 日産が発表した世界初の可変圧縮比エンジンと、マツダが開発した世界初の圧縮着火エンジンSKYACTIV-Xは、世界に衝撃を与えた。

ハイブリッドや電気自動車、燃料電池車が台頭してくる時代のなかにあって、まだまだガソリンエンジンは健在だと存在感を見せつけたのだ。

そこで、過去現在の日本車の凄いエンジンはどんなものがあるのか? 逸品ともいえるエンジンはなにか? モータージャーナリストの岩尾信哉氏が解説する。

文/岩尾信哉
写真/岩尾信哉、ベストカー編集部


■優れたエンジンは高効率であることが不可欠

アクセラプロトタイプに搭載されたSKYACTIV-X

広い世の中には最高出力、最大トルクが1000ps、100kgmに届くようなスペシャルなエンジンもあって、エンジンのパワーを生み出す技術というものには際限がないのかと思えることもある。

ただし、最近では”優れた”エンジンと呼ばれるにはパワーとともに高効率であることが不可欠になっている。

これを成り立たせるにはキーワードがいくつかあり、エンジンの改善要素として「熱効率アップ」「熱損失の低減」といった表現をよく耳にする。

これまで内燃機関エンジンでは燃料を燃やして生み出すエネルギーの「約3割」しか使っていないとされてきたが、最近ではトヨタの新世代エンジンでは熱効率は「4割」に到達していて(限界は「5割」ともいわれている)、エンジンの能力を使い切る知恵と努力が注ぎ込まれたエンジンが評価されるようになった。

現代の高性能エンジンではパワーはあって当然、より高いレベルでの燃費など効率の良さを獲得していなければ、評価されない時代になったのだ。

高効率化を目指した新世代エンジンに共通するのは、吸排気バルブの開閉タイミングを運転状態に合わせて最適制御する可変バルブタイミング機構をはじめとして、吸気バルブが閉じるタイミングを従来よりも遅らせて圧縮行程のポンピングロスを減らすことで効率を高めるアトキンソンサイクル燃焼方式などは当然のように採用されている。

エンジン全体の改良では、摩擦損失の抑制、吸気バルブの大径化やナトリウム封入による熱損失の低減、吸気ポート形状の設計の見直しや大量EGRの採用など、日本メーカーでは各社共通といえる高効率化技術が使われている。

これらの技術はそれぞれ結びついて開発されている。たとえば、混合気を無駄なく燃やすために排ガスを循環させるEGR率を高めると、燃焼速度が遅くなるという課題がある。

そこでどのメーカーのエンジン燃焼室内に生じるタンブル(渦)流を強めて混合気の燃焼速度を速めるために、吸気ポートの形状を直線的に仕立てるなど、設計に工夫を凝らしている。

さて、日本車の凄いエンジンはどんなものがあるのか? 目を見張るべき逸品エンジンを7車種選んだので解説していこう。

■マツダ/アクセラ(マツダ3)SKYACTIV-X 2L、直4スーパーチャージャーSPCCIエンジン

2018年11月にLAショーで世界初公開された新型マツダ3に搭載されたSKYACTIV-X。アクセラはこの新型からワールドワイドでマツダ3という車名に統一される

先のロサンゼルスショーにおいて、マツダ3(アクセラ)に搭載されて正式発表されたマツダの次世代エンジン「SKYACTIV-X」は、いま最も注目されているエンジンだ。

ガソリンと空気の混合気をピストンの圧縮によって自己着火させる“圧縮着火”を世界で初めて実用化した、マツダが「SPCCI」(Spark Controlled Compression Ignition:火花点火制御圧縮着火)と呼ぶ燃焼方式を採用。

まだ実現は相当先と思われていた夢の燃焼技術「HCCI(予混合圧縮着火)」。ガソリンエンジンで火花点火を利用することによって、スーパーリーンバーン(希薄燃焼)を可能にする圧縮着火を具現化したのが火花点火制御式圧縮着火エンジン(SPCCI、SPark Controlled Compression Ignition)

従来のガソリンエンジンで難しかった圧縮着火の成立範囲を拡大することで、火花点火と圧縮着火のシームレスな切り替えを実現したという。

これまで理想の内燃機関として研究開発が進められてきたHCCI(Homogeneous-Charge Compression Ignition:予混混合着火)はガソリンエンジンとディーゼルエンジンの特徴を併せ持つ圧縮着火技術だが、「SKYACTIIV-X」がHCCIエンジンと異なるのは、HCCIでは使用しない点火プラグによる“火花着火”と“圧縮着火”の両方を用いることだ。

点火プラグによる着火を圧縮燃焼を制御する要素として利用することで、燃焼を制御する範囲を拡大。点火/圧縮の燃焼をよりスムーズに切り替えることに成功したという。

さらに燃費向上のために、圧縮着火で可能となる燃料噴射量を減らしたリーン燃焼領域では、エア供給機能(スーパーチャージャー)によって吸気の供給量を増加させて空気を燃焼室内により多く押し込むことで、理論空燃費の約2倍の薄さ(半分の燃料消費)で燃料噴射を可能とした。

このように従来のガソリンエンジンの特徴である高回転域の伸びの良さを活かしつつ、現行の「SKYACTIV-G」に比べて全域で10%以上、最大30%におよぶ大幅なトルク向上を実現した。

正式な排気量やパワーのスペックなどは明らかにされていないが、マツダによれば、2Lクラスの直4として、デミオ1.5Lガソリンと同等の燃費とロードスター用2L仕様と同等のパワーを得たとしている。ともあれ、実車が実際に日本の路上でどれほどのパフォーマンスを見せるのか今から楽しみだ。

現行のSKYACTIV-Gに対し、燃費を20〜30%向上、トルクを全域で10%以上向上・トルクは全域で10%以上、最大で30%の向上を目指している

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