日産自動車が先頃、VQエンジン(3.5L V6)の後継となる2.0L直4ダウンサイジング・ターボエンジン「VC-T」(バリアブル・コンプレッション・ターボチャージド)を10月のパリ・モーターショーで初公開すると発表しました。

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最高出力270psを発生する「可変圧縮比エンジン」で、各種情報によると「インフィニティQX50」を皮切りに2017年からシリーズへの搭載を予定しているようで、走行中に圧縮比を8から14まで変化させることができるのが最大の特徴となっています。

低回転域(加給圧:低)を使う巡航時では圧縮比を上げてトルクを引き出し、加速時など、高回転域(加給圧:高)を使うシーンでは圧縮比を下げることでノッキングの発生を防止します。

これにより、VQエンジン比で約30%、競合する2.0直4ターボエンジン比でも約10%もの燃費低減を実現しているといいます。

機構的にはエンジン外部に設けたモーターでコンロッドの下端位置を変化させており、ピストンの上死点位置を上下方向に制御する方式。

内燃機関に潜在する可能性を引き出すことに成功した点で、まさにエンジン史上に残る大発明ともいえそうです。

一方、8月29日には早稲田大学の研究グループが「熱効率」を最大で60%と、約2倍に高めるエンジンの試作機を開発、燃焼実験に成功したと発表しました。

実用化できれば、燃費を2倍に伸ばせる可能性があるとしています。

現在の自動車用エンジンは、燃料を燃やしたガスの力でピストンを動かしていますが、多くの熱が逃げてしまうため「熱効率」は30%〜35%、最大でも40%と、燃料が持っているエネルギーの半分以下しか活用できておらず、理論上も50%を超えるのは難しいとされています。

そこで、開発品では複数の方向から音速に近い速さで燃料と空気を吹きこみ、シリンダの中心で衝突させることで、燃料を一点に集中させて燃焼させる仕組を採用。

これにより、燃焼する際の熱が外部に逃げ難くなるなど、より効率よくエネルギーを取り出すことができるそうで、研究室では排気量30ccの試作機を作り、燃焼試験を行ったところ、計算どおりの出力が得られたとしています。

エンジン周辺の温度もほとんど上がらず、熱が逃げていないことが確認できたとしており、研究室を率いる内藤教授のもとには自動車メーカー10社余りが視察に訪れ、技術協力の話を進めているそうです。

ただ、クルマは加速したり止まったりと動作が一定ではなく、エンジンの燃焼も一定ではないため、燃料を常に一点集中で燃やし続けられるかなど、技術的な課題もあり、実用化には少なくとも5〜10年かかるとのこと。

このように、クルマの電動化が進む中、日産をはじめとする自動車メーカーや大学研究室では次世代のエンジン開発が本格化しているようで、内燃機関の可能性追求は今後も続くことになりそうです。

(Avanti Yasunori・画像:日産自動車)

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