直6エンジンが今、見直されている本当の理由

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直6ユニットは完全バランスが魅力。直4は物理的にクランク軸1回転あたりに2回発生する二次慣性力が避けられないため、この振動を消すためにバランスシャフトが必要だ。振動が発生するということはそれだけクルマとしての洗練度が落ちるということである。だから歴史上長らく直6はもてはやされていた。

しかし1990年代に衝突安全規制が厳しくなると、エンジンルームを上手に潰して、衝突の衝撃を吸収する必要が高まり、金属の塊で潰れないエンジンが縦に長いことが邪魔になり始めた。横置きFFレイアウトモデルとのエンジン共用の都合もあり、以後V6時代を経て、ダウンサイジング直4ターボの時代になっていった。ダウンサイジングターボへの変化は欧州でCO2規制が厳しくなった影響が大きい。自動車のメカニズムの変遷は法律と技術進歩の2つの要素につねに大きな影響を受けているのである。

ダウンサイジングターボとは何だったのか?

少し技術の話をしよう。あなたは今、運転席に座っている。トランスミッションはマニュアルで、車速はゼロ。つまりクルマは止まっている。エンジンは起動中。そのままアクセルを踏み込むとエンジン回転が上がっていく。あなたは慎重にアクセルを操作してレッドゾーンの手前ギリギリ、たとえば5600rpmで回転計の針が止まるようにする。

この、回転計の針が制止した5600rpmは工学的にはアイドリングである。アイドリングとはエンジンが発生する力と内部摩擦が釣り合った状態をいう。両者が釣り合っていなければ針は上がるか下がるかするはずだからこの時内部摩擦と燃焼から得られるエネルギーは均衡しているのだ。さて針が止まっているその状態でどのくらいペダルを踏み込んでいるだろうか? かなりの踏み込み量であることは想像できるだろう。

さて、アクセルペダルの踏み込み量を変えないように注意しながら、クラッチを踏んでギヤを1速に入れ走り出そう。どこかで回転計の針の上昇がまた止まるので、シフトアップする。トップギヤで速度上昇が止まったときの車速を仮に時速60キロだとしよう。エンジンスペックとギヤ比にもよるが、そのくらいになっているはずだ。

仮にそのとき、回転計の針が2000rpmを指していたとするならば、エンジンが2000rpmのときのエンジン内部の摩擦と5600rpmのときの内部摩擦の差は、クルマを時速60キロで走らせるほどのエネルギーだということになる。つまり差分の3600rpmでそれだけのエネルギーが内部で失われているのだ。

だったらどうするか? クルマを走らせるのは仕事量、つまり馬力であり、それはトルク×回転数だ。仮に摩擦損失を嫌い、回転数を半分に落としたければ、半分の回転数のときのトルクをレブリミットのトルクの倍にすれば馬力は同じになる。だったら、低速域を重点的に過給して大トルクを出してやれば内部摩擦を大幅に回避でき、燃費は大きく改善する。これがダウンサイジングターボの基本的な理屈だ。

次ページダウンサイジングターボは一気に普及したが…
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