日産の量産型可変圧縮比エンジンの仕組みとは

100年ぶりの大進化か

レシプロエンジンも生まれてから100年が経っているが、基本的な仕組みは変わっていない。
吸気や排気のバルブタイミングや点火タイミングについては既に可変機構が登場している。
しかし、聖域である圧縮比については可変機構が市販車レベルでは登場していなかった。

今回、日産の日産の可変圧縮比エンジンは、100年ぶりの進化ともいうべき大発明なのである。
圧縮比は、ガソリンとの混合気を圧縮すればするほどパワーが増加する。大きくなる。
しかし、低回転域から高回転域までを同じ圧縮比で両立させるには無理があった。
圧縮比は、高めるとノッキングというエンジンを壊す衝撃が起きやすくなるのです。

理想的な圧縮比可変システム

理想的には、高回転時のみ圧縮比を抑え、低回転時は圧縮比を上げるのが効果的である。
今までは実験研究レベルでは実現していたのだが、それが量産体制、市販化に繋げたのが今回の日産エンジンになる。

nissan-vc-turbo

世界初の可変圧縮比エンジン「VC-T」

2016年9月29日開幕のパリ・モーターショーに、世界初の可変圧縮比エンジン「VC-T」を出展。
具体的な機能と動きを解説する。
エンジンは、シリンダーの中にガソリンと空気が混ざった混合気を入れて燃焼させ、その爆発的な膨張でピストンを動かす仕組みになる。
シリンダー内に入れた混合気にそのまま火をつけても、それほど大きな力は得られないため、点火する前に混合気を圧縮することで、爆発力が飛躍的にアップするのです。
圧縮率を上げれば上げるほど、エンジンパワーは向上する。
ただし、ある程度まで圧縮比を上げると、ノッキングという弊害が発生してしまいます。
ノッキングとは、燃焼室内で起きる異常燃焼で、ピストンに穴を開けるなど、エンジンを破壊してしまう現象になります。
よって、高性能なエンジンを開発するには、ノッキングを回避しつつ、圧縮比を上げてパワーを両立させるかがキーになります。

ノッキングと圧縮比アップの両立で燃費が向上する

ガソリンと空気同じ量であれば、圧縮比を上げるとパワーが向上するということは、燃料が少なくても済むということである。
結果、効率が良くなることで低燃費になるため、現在のエコエンジンに求められる機能なのである。

現在の直噴エンジンは、回転数に応じて直接燃焼室内に高圧のガソリンを噴射することで高効率を実現させている。
圧縮比も11.0を実現し以前のようなターボ車ではあり得ない高圧縮比を実現している。

最高出力は270ps、最大トルクは39.8kgmを発生

2リッター直列4気筒可変圧縮・直噴ターボエンジンの最高出力は270ps、最大トルクは39.8kgmを発揮しています。
最新の直噴ターボエンジンでも同様のパワートルクを発生しているため、低速・高速域とのパワーの両立と燃費の向上がどこまで行われているのかが、キーになるでしょう。
燃費のスペックは現時点で未定です。

過去の可変圧縮比エンジンは実用化に至らなかった

今回の日産が世界で初めて実用化した可変圧縮比エンジンは、ノッキングを避けながら圧縮比を高める仕組みをとなっています。
過去、可変圧縮比の仕組みは数多く発表されていますが、その多くは製造の過程で実用化に至らなかったようです。
圧縮比を変化させるには、ピストンとクランクシャフトの間をつなぐコンロッドの長さを変化させる必要があるからです。
コンロッドとクランクシャフトは、非常に高い剛性と軽量さが求められるパーツのため、可変の仕組みを組み込むためには、複雑化が避けられなかったためです。

圧縮比を14:1から8:1まで変化

日産VC-Tエンジンは、クランクシャフトにリンク機構を追加することで、コンロッドの実可動長を変化させる効果が得られ圧縮比を可変させます。
圧縮比を変更時、アクチュエータアームを動かし、アクチュエータアームの動きと連動して、コントロールシャフトが回転します。
ピストンとの間にあるマルチリンク機構の角度が変わります。
高圧縮比にする場合には、マルチリンク機構の角度を垂直方向に近づけ、低圧縮比にする場合には水平方向に近づけるイメージです。
VC-Tの場合、ピストンとコンロッドはそのままで、その先のマルチリンク機構が、カウンターシャフトとカウンターウェイトの役割を果たしているようです。

日産から発表は2005年のことですが、技術発表から実用化の発表まで、じつに10年以上もかかったことになります。
14:1はマツダがスカイアクティブテクノロジーで実現した高圧縮比から、パワー重視のターボエンジンの8.1圧縮比と可変範囲が広くなります。

この仕組みと直噴燃料噴射、ターボの組み合わせにより高効率が実現されます。
今回、日産がプレミアムブランドのインフィニティより搭載することは、高コストエンジンを意味しています。
クランク上のリンクという新しい仕組みですが、ハイブリッド車のようなバッテリーとモーター、ATの仕組みに比べればシンプルであり、将来的には他モデルへの搭載も予想されます。

今後の課題は信頼性確保とコストダウン

クランクケースやリンク、コンロッドなどの重要部品、高剛性の部位であるため今後の信頼性確保が重要となってくると思われます。
レース用エンジン、特にルマン24時間などの過酷さを極めるレース用エンジンなどに搭載してアピールしてほしいものです。

可変圧縮比エンジンのデメリットとは

ピストンとクランクを繋ぐコンロッド部分は、相当の負荷がかかるため頑丈に出来ている。
その駆動部分をリンク構造により可変させるため、仕組み的かなりの重量増加となる。

  • 従来のカムシャフトやバルブの可変コントロールの仕組みよりも強度が求められ重量増加となる。
  • 今までに無い仕組みのため、従来に無かったトラブル発生も予想される。
  • リンク部分の仕組みによりエンジン高さや幅が大きくなる。
  • 複雑な仕組みによるコスト増で、高価なグレードから搭載予定

市販化にあたり、耐久性のテストなどは十分行われていると思われますが、登場時点の出物はリスクが高いかもしれません。

現在の最新エンジンや他メーカーとの比較・まとめ

やはり、100年間市販車としては実現しなかっただけに、信頼性に不安が残りますが市販車としての品質は確保されていることでしょう。
現在の2リッター直噴ターボでも250psオーバー、400nm台のトルクを達成しているだけにスペックだけ見るとズバ抜けて突出していないようです。
技術的視点では凄いと思われますが、ユーザー視点で、現行直噴ターボに比べてどれだけアドバンテージを感じられるのか微妙かもしれません。

BMWのプラグインハイブリッド車では、同等パワーを実現しているだけに比較対象としてもモータートルクが勝ってしまうと思われます。

  • BMW740e i-performance
  • 直列4気筒直噴ターボガソリンエンジン:最高出力258ps、最大トルク400Nm
  • EVモーター:95ps、250Nm

BMWでは、直噴ターボ+モーター+プラグインの市販モデルを1シリーズから7シリーズまで搭載しており、すでにトヨタやレクサスのNAエンジン+モーターだけの仕組みが古臭く見えます。
いまだにトヨタのハイブリッドが一番進んでいると考えている方も多いのでしょうが、最新プリウスですら世界的に見れば突出した存在ではありません。

日産もVC-Tエンジンをモーターと組み合わせたり、安価モデルまで普及させるなど、他メーカーの追従を許さない進化も予想されます。
直近ではQXのSUVモデルへの搭載が予定されています。

ニュルラップ対決。日産GTRとポルシェ911

ニュルブルクリンク北コースの市販車ラップ

ニュルブルクリンク北コース「Nordschleife(ノルトシュライフェ)」(全長20.832km)において、
GTRが仕掛けたポルシェに対するラップタイムバトルが加熱しているようですね。
マイナーな無名の日本車がポルシェに喧嘩を売るなんぞ・・・とポルシェ側の声が聞こえてきそうですが、
ソニーのプレイステーションソフトであるグランツーリスモを通してR32、R33、R34はゲームの世界を通して
世界では知名度があったようですね。

GTRのタイムにポルシェが抗議

って、まんまクレームのポルシェ
ポルシェは、7分29秒というGTRのタイムに対して日産に抗議したもの。

日産側は正式に反論しているようである。
日産が発表しているスペックの中で、ポルシェと同等のゼロヨンタイムだけは、
マスコミのテスト結果と乖離していて、若干疑わしい。やはり重量の重さが足を引っ張っている。
広報車、テスト車のチューニング疑惑も否定しないが、筑波や富士のラップを見る限り、
ポルシェを超えていることは明らか。
さて、ポルシェ側ももう少し冷静に判断出来なかったのだろうか。
ポルシェ側もテストを行なった結果らしいが、
ニュルじゃなくても普通のサーキットでも実力の程は、類推できるだろう。
どちらにしても、ポルシェ側のGT-Rの結果は、明らかに遅い結果であり、この宣戦布告が、ポルシェ側のテストに逆に疑いをかけられる結果になるのではないか。
GT-Rのイメージアップにも寄与してしまったかもしれない。
この先、GT-R Vスペックが登場予定とのことで、7分25秒台のタイムも噂されている。
GT-Rのネックである、重たい車重も150kgの軽量化で、さらなるタイムアップが図られているだろう。
今回のクレームにより、日産側もクレーム・証拠・広報対策を徹底的に行なってくることが予想され、ポルシェ側は、窮地に立たされると予想する。
大人気ない行動が結果的に、首を締める結果となるかもしれない、クレーマーポルシェ。

コルベットZR1がGTRのタイムを抜く

この影に隠れて、『コルベット ZR1』、日産『GT-R』を3秒抜く:車載映像も
http://wiredvision.jp/news/200807/2008071421.html
という記事の方がインパクトはある。
1500キロ台のライトウェイト、638psのビッグパワーFRは、ゼロヨンや最高速もGT-Rを完全に凌駕し、信憑性は高い。
ただ、直線番長的なイメージが強いハイパワーアメリカンがニュルにも強いことは驚きである。

確かにグランツーリスモ内のZR1も速いので納得である。

クレーマーポルシェとは

クレーマーポルシェとは(ご参考・・・^^)
ポルシェ社は、レースカーにも取扱説明書を付けて販売する程レースへ参加することに積極的に取り組んできた会社で、世界中の多くのレースに参加し、ポルシェ生産車の開発にあたってきました。クレーマーレーシング社は、そのポルシェ社のレース車開発部門「ワークス」に準じてレース活動を行ってきた有力プライベーター(ポルシェでレースに参加する世界的な会社)3社の中の1社です。クレーマーレーシング社は、「ワークス」が開発したポルシェをクレーマーレーシング社単独の技術力でマシンモディファイしてレース参加し優勝した実績をもち、ポルシェの耐久性を確保しながら、独自のノウハウでパフォーマンスを追及する手法を確立しています。そのクレマーレーシング社のストリートカーをプロデュースしているのが、クレーマーレーシングジャパンです。

初期のGT-Rニュルタイムアタック映像

GT-Rのニュル証拠ビデオ

マイナーチェンジしたGT-Rが7分29秒台

今回は、マイナーチェンジにより戦力アップしたGT-Rでマークされたもので、ポルシェのクレーマー対策により、マスコミ各社を集めてのタイムアタックとなったようである。
前回、7分29秒3のタイムに異議を唱えたポルシェである。
ポルシェは北米で購入したGT-Rでのテスト結果は、7分54秒過ぎない・・・とした。
ビデオは前回のものです。

今回は、ノーマル?GT-Rでのタイムアタックとなったが、この後には、スペックVなるモデルが控えている。
一般市販車部門では、最近になり、シボレーコルベットのコルベットZR-1
に抜かれたばかり。タイムは7分26秒4。
GT-RスペックVは、走り部分に重きを置いた強化がなされることで、このタイムを超える可能性がある。
海外では、まだまだ無名ブランドのGT-Rもゲームのグランツーリスモでの知名度は高く、ゲーマー層における認知度は高いようだ。
また、フェアレディZもスポーツカー?としての北米販売台数は、ポルシェを圧倒する。
GT-Rは、ドイツ・ニュルブルクリンクというドイツ車・ポルシェのホームグラウンドで、さらなる喧嘩を仕掛けたことで、ポルシェ側の立場は完全に危うくなった。
やはり、世界のポルシェは、弱小ブランドのGT-Rなど無視すべきだったのだ。
スペックオタクの日本車に対して、最近のドイツ車は、ハイブリッド車で劣勢になり、スーパーカー部門でも劣勢になりつつある。
やはり、ドイツ車ならではの味を大切に、日本車との無意味な性能競争とは無縁の世界観であってほしい・・・。コストパフォーマンスというラウンドで戦うべきでは無いのだ。

日産GT-Rニスモ、7分8秒68をマーク

  • 2010年5月:限定車ポルシェ911GT2RS、7分18秒をマーク。
  • 2012年5月:日産GTRは、7分19秒をマーク。
  • 2013年9月:ポルシェ918スパイダー、6分57秒をマーク
  • 2013年9月:日産GT-Rニスモ、7分8秒68をマーク

まあ、ルマンカーのような918スパイダーは1億円オーバーの車であり比較対象から除いても良いだろう。
もはや、BMW製V12エンジンを搭載したマクラーレンF1-GTR(1997)でさえ7分11秒台であり、どれだけGT-Rニスモが速いのかわかるだろうか。
箱型の車高が高い1700キロ台の重量級ボディが出すタイムとしては脅威的でもある。

ポルシェは、ゲームソフト「プレイステーション・グランツーリスモ」シリーズに登場しないのは他車との競合を避けたいからである。
ゲームソフトへの登場を禁止してでもブランドイメージの死守が必要ということだろうか。

現行R35もモデル末期となりつつある。最終モデルがどんなタイムをたたき出すのか興味のあるところである。同時に最新ポルシェのタイムも判明次第、追記します。

プサン・モーターショーのインフィニティ・コンパニオン

釜山のモータショー2012での日産の高級車ブランド(インフィニティ)に新型SUVモデルのJXが登場。
モデルとしては3列シートのクロスオーバーSUVとなる。
3.5LのV6エンジン265psは定番だろうか。
さて、なぜこのタイトルにしたのだろう。
北米や欧州、日本とは異なる・・・独特な雰囲気の人工的な美しさのコンパニオンである。
なんとなく全身アンドロイドな感じかも。
強烈なインパクトで、すごく印象に残ったので取り上げてみた。
後から調べてわかったのだが、下記ビデオの2番目に映るコンパニオンは人気NO1だそうで、インフィニティがゲットしたようである。・・・納得。
モデル名 황미희(ファンミフイ) 過去の写真は、かなり印象が違うかも。

総集編

日産サニー(セントラSE-R)のドリフト

このキーワードでは、旧サニーで検索されてくる方が多いかも。

現在は、サニーが消滅し、日本ではティーダが代役を務めている。
海外(北米)では、セントラがメインになる。
ボディスペックは、
全長4567×全幅1790×全高1512mmとなり、
やはり、ブルーバードシルフィ並だろうか。
幅も北米向けだけあってワイドである。
SE-Rは、スポーティグレードで、2.5L直列4気筒170psとなる。
突出してパワフルではないが、小型ボディでキビキビ走るだろう。
CMとは言え、ドリフトの上手さといい、カメラアングルといい、抜群にカッコ良い。
日本でもこのぐらいの演出があると良いのだが。
日本でも3ナンバーの中型セダンも増えてきているので、
セントラも日本に導入して欲しい気がする。
このCMを見ると久々にラジコンカーでも走らせてみたいと思ってしまった。
昨今の4WDマシン(ラジコン)では、ここまで華麗なドリフトは出来ないかもしれないが・・・。