高熱効率エンジン競争 日産がトヨタ・ホンダ・マツダを上回る熱効率達成か?

2019年6月11日 17:00

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 日経 xTECHは5日、『日産自動車が、最高熱効率で45%に達する次世代ガソリンエンジンを開発したことが2019年6月5日までに日経 xTECHの調べで分かった。量産エンジンで、世界最高値になる可能性が高い。2020年に量産を始める。』と報じた。

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 これまで、熱効率41%を達成していたトヨタ、ホンダが世界最高効率とされてきた。そこに、マツダがこの秋マツダ3に搭載する予定の「スカイアクティブX」エンジンが43%程度と見られている。しかし、日産はそれを上回る45%程度の数値となる予定なのだ。可変圧縮比エンジンであるのかどうかは触れていない。

■シリーズ方式のハイブリッド車(HEV)機構、日産「e-POWER」が熱効率では有利

 その日産の次世代エンジンは排気量1.5L程度で、特に希燃焼システムではないようだ。理論空燃比で燃焼するターボチャージャーのダウンサイジングエンジンで、レンジエクステンダー専用機になるようだ。

 それは、トヨタ方式のHVのように全速度域で熱効率を求めるよりも、最適と思われる回転数で最高熱効率を求める方が有利となるからだ。エンジンは低回転域、高負荷領域では熱効率が厳しい状況になるが、シリーズHV方式であると発電専用となるため、ある程度の回転域だけで運転することが可能となり、負荷も軽くて済むなど有利な条件となる。

 シリーズHVであると、車両の駆動はモーターで行い、エンジンが直接車両を駆動することはない。その代わり、80km以上の速度域において、定速で流すように走るなどの低負荷状況で、ある程度の回転域の場合はエンジン直結の方が全体の効率は良くなる。そのためトヨタ方式では、発進低速領域はモーター駆動が主力で、徐々にエンジン駆動に切り替わっていく。ホンダ方式では80km/hぐらいまでモーター駆動でエンジンは発電専用、そしてそれ以上ではエンジン駆動と切り替えている。

■燃費効率とエンジン熱効率とは違う

 このため、モーター駆動とエンジン駆動のトルクミックスを理想的な配分で行うことが出来るトヨタ方式が、世界最高効率のHVシステムとなっている。そこで日産「e-POWER」は、100km/h程度までの速度域なら、トヨタ、ホンダ方式と対抗できるのだが、それ以上の速度域での方式をどのようにするのか注目される。日産・リーフの最高速度は140km/h程度に止まっているが、トランスミッション(変速機)を取り入れると、高速域でもモーター駆動が有利になってくる可能性がある。

 このように、エンジンの熱効率とHVシステムの燃費効率とを区別して見ておく必要がある。しかし、BEV(純電動)で行くと思われていた日産が、ここにきて「e-POWER」を中心にしてくるのは現実の電動化の世界なのであろう。そしてバッテリーの発展が進むとどうなるのか?この数年の動きが注目だ。(記事:kenzoogata・記事一覧を見る

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