トヨタ、高熱効率・低燃費エンジン群を開発 まずは「ヴィッツ」と「パッソ」から搭載
トヨタは10日、ハイブリッド専用エンジンの開発で培ってきた燃焼改良と損失低減技術によって世界トップレベルの高熱効率を実現する低燃費エンジン群を新たに開発・改良したと発表。近日マイナーチェンジする車種より搭載を始め、2015年までに全世界で合計14機種のエンジンを順次導入するという。

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エンジンのさらなる低燃費化のため、トヨタが打ち出した手法は「熱効率」を上げること。内燃機関では、燃料を燃やして発生した熱エネルギーの全てを有効に使うことができない。現代のガソリン・エンジンでも、「仕事」に使えるのはせいぜい30%前後と言われている。それ以外、約70%は無駄に損失されてしまう。例えば10リッターのガソリンを燃やしても7リッター分はなんの役にも立たず、ただCO2を発生させているだけ。だから非常に効率が悪い、と電気自動車推進派の人が言うのをお聞きになったことがあるだろう。

トヨタは「一滴の燃料をいかに効率よくエネルギーに変えて、多くの仕事をするか」という考え方に基づき、この熱効率を高め、エンジン回転数の中でそれが高い領域を拡げることで、「従来比で10%以上の燃費向上」を図った「高熱効率・低燃費エンジン群」を開発。今後登場してくる車種に順次搭載していくという。

具体的に「熱効率を上げる」方法は、トヨタによればまず、ハイブリッド車でお馴染みの、圧縮比よりも膨張比が高く排熱が少ない(熱効率が高い)アトキンソンサイクルを通常の非ハイブリッド車にも採用し、さらに圧縮率を13.5まで上げる。それによって生じるノッキングは、4-2-1排気管(下の画像:左)で燃焼室内の掃気効率を高め、新構造ウォータージャケットスペーサーで燃焼室のシリンダー壁温をコントロールするなどして回避。また、新形状の吸気ポートはシリンダー内に強いタンブル流(縦回転の混合気の流れ)を生成し、これまでにない急速燃焼が実現できたため燃焼効率が高まっているという(下の画像:右)。



さらに大量クールドEGR(排出ガスを冷却して再循環させるシステム)や電動連続可変バルブタイミング機構(VVT-iE)など、これまでに培った技術を組み合わせ、今回発表された1.3リッター・エンジンでは、量産ガソリン・エンジンとして世界トップレベルの最大熱効率38%を達成。アイドリング停止機構の働きもあり、燃費は従来型に比べ約15%も向上しているという。グループ内のダイハツと共同開発したという1.0リッター・エンジンの方は、VVT-iEや4-2-1排気管は使われていないが、高タンブル生む吸気ポートやクールドEGR、高圧縮比化(11.5)により最大熱効率37%を達成している。これを搭載するモデルは、低フリクション化やアイドリング停止機構など他の様々な低燃費技術と相俟って、従来型比で最大約30%も燃費が向上しているそうだ。

まずは近日中にマイナーチェンジされる「ヴィッツ」と「パッソ」に、これらの高熱効率エンジンは搭載される予定であり、中でも「最大約30%燃費向上」を果たすパッソは、ハイブリッド車と軽自動車を除くガソリン車国内トップの低燃費を実現すると言われている(一部報道によると27.6km/Lになるとか)。アトキンソンサイクル採用ということで気になる最高出力も間もなく明らかになるだろう。

高圧縮比とアトキンソンサイクル(高膨張比)による低燃費化という点から見れば、世界一の高圧縮比を謳いミラーサイクルを受け継ぐマツダの「SKYACTIV-G」と似ている。新型「デミオ」登場の前に、まずは既存車種に新エンジンを載せて先手を打つ、というところだろうか。それとも、「アクセラ」に搭載されたハイブリッド・システムの見返りに、マツダからトヨタに(高圧縮比化に関する)何らかの技術供与があったのか...なんて想像も浮かんだりして(両社からそんな正式発表は今のところないけれど)。トヨタのプレスリリースは以下のリンクからどうぞ。

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By Hirokazu Kusakabe

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