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日産が20年かけ開発、可変圧縮比エンジンの凄さ

執念で世界初の実用化

2016年10月25日(火)

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日産自動車がパリモーターショーに出展した「可変圧縮比エンジン」。「Infiniti」ブランドのブースで「VC(Variable Compression)ターボ」として展示された。2018年の実用化を目指す

 前回に続いてパリモーターショーの話題をお届けする。今回パリモーターショーで見たかったものの1つが、日産自動車が発表した「可変圧縮比エンジン」だ。量産エンジンとして世界初の実用化となる、非常に画期的なものだと思う。筆者は実は、このエンジンの原型を約10年前に見ている。2005年2月に開催された日産の技術説明会で、開発中の先進技術の1つとして、今回実用化されたエンジンと同じ原理の可変圧縮比エンジンを見せられたのだ。

 当時の筆者は不明にも、こんな複雑な機構のエンジンは実用化されないだろうと思っていた。それが今回、10年あまりの時を経て実用化されることになった。しかも、このエンジンの開発開始からの年月は足掛け20年になるというから、技術者の執念には驚くばかりである。

可変圧縮比の意味とは?

 ここまで「可変圧縮比」という言葉を説明せずに使ってきてしまったが、改めて今回の新型エンジンの意味を考えていこう。この連載の第1回などで触れたように、圧縮比というのは、エンジンのシリンダーの中で、ピストンが一番下にあるときと一番上にあるときの容積の比率である。例えばピストンが一番下にあるときの容積が10で、ピストンが上昇し、一番上に達した時、すなわち容積が一番小さくなったときの容積が1なら、圧縮比は10ということになる。

 熱力学の教科書によれば、この圧縮比が高いほど、エンジンの熱効率も高くなることになっている。だから圧縮比はなるべく高くしたいのだが、むやみに高めることはできない。圧縮比を高くし過ぎると、ピストンが上昇している途中で、混合気が熱くなりすぎて、点火プラグで火をつける前に部分的な爆発が起こり、エンジンの異常な振動が発生してしまう。これがノッキングである。このため、従来ガソリンエンジンの圧縮比は、10程度が普通だった。

 しかし、実際にノッキングが起こる状況というのは、実は限られている。エンジンにかかる負荷が高い加速時などは、たしかにノッキングが起こりやすいのだが、一定の速度で走っているときなどは、エンジンの負荷が低く、ノッキングは起こりにくい。だから、ノッキングが起こりにくい状況ではなるべく圧縮比を高くしてエンジンの効率を上げ、ノッキングが起こりやすい状況のときだけ圧縮比を下げられれば理想的である。これまでのエンジンではそんなことはできなかったのだが、そのエンジンの理想を初めて実現したのが、今回の可変圧縮比エンジンである。

コメント17件コメント/レビュー

最近発表された「コンロッドレスエンジン」の「XY分離クランク機構」。
これに小改造(簡易な機構追加)で、よりシンプルで高効率な可変圧縮比エンジンができてしまいますね。
しかもこの方式だと、可変ストロークで圧縮比をコントロールすることになるので、可変排気量となり、必然的に高縮比時にはロングストローク=大排気量と、とても使いやすい。
マツダがライセンス買って、圧縮点火方式も組み合わせてくれたら、それこそ究極の夢のエンジン。
日産がこのエンジンに20年もの時間を費やしている間、世の中も停まってくれては居なかったようです。(2018/02/01 20:50)

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「日産が20年かけ開発、可変圧縮比エンジンの凄さ」の著者

鶴原 吉郎

鶴原 吉郎(つるはら・よしろう)

オートインサイト代表

1985年日経マグロウヒル社(現日経BP社)入社、2004年に自動車技術の専門情報誌の創刊を担当。編集長として約10年にわたって、同誌の編集に従事。2014年4月に独立、オートインサイトを設立。

※このプロフィールは、著者が日経ビジネスオンラインに記事を最後に執筆した時点のものです。

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記事のレビュー・コメント

いただいたコメント

最近発表された「コンロッドレスエンジン」の「XY分離クランク機構」。
これに小改造(簡易な機構追加)で、よりシンプルで高効率な可変圧縮比エンジンができてしまいますね。
しかもこの方式だと、可変ストロークで圧縮比をコントロールすることになるので、可変排気量となり、必然的に高縮比時にはロングストローク=大排気量と、とても使いやすい。
マツダがライセンス買って、圧縮点火方式も組み合わせてくれたら、それこそ究極の夢のエンジン。
日産がこのエンジンに20年もの時間を費やしている間、世の中も停まってくれては居なかったようです。(2018/02/01 20:50)

過給圧と圧縮比と点火時期を全て制御できるとなると燃料噴射マップは4次元あるいは5次元で? もうAIで学習するECUが必要ですかね?(2017/12/19 12:40)

可変圧縮比エンジンと言えば、

ミリ-ヲタの謗りを怖れずに言えば
シリンダーヘッドを油圧で動かすやり方はアメリカのコンチネンタルAVCR
シリーズとして試作戦車MBT-70とか韓国のK1戦車プロトタイプに搭載
されていた記憶があります。

アメリカ陸軍 M1エイブラムスも、たしかガスタービンエンジンが実用化
できなかった場合は、この系統のエンジンを搭載することになっていたと
思いました。

結局、M1はガスタービンエンジンが実用化し、K1は量産型はドイツ製
エンジンに変更。MBT-70は計画中止
と実用化したものは無かったと思います。(2016/10/26 18:02)

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