[特報]ホンダがトヨタ猛追、高効率エンジン開発
最高熱効率40.6%に到達
ホンダが、トヨタ自動車に迫る高効率エンジンを開発した。ハイブリッド車(HEV)用に改良した排気量2.0Lガソリンエンジンで、最高熱効率が40.6%に達したことが分かった。世界最高値はトヨタの41%とされ、ほぼ同じ水準となる。
2018年3月に北米で発売したばかりの「アコードハイブリッド」に搭載した。直列4気筒の自然吸気。従来機の最高熱効率は39.1%で、改良機は1.5ポイント高めた。
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アコードハイブリッド(出所:ホンダ)
HEVエンジンで、ホンダとトヨタが高効率化競争を繰り広げている。2社は、熱効率50%を目指してガソリンエンジンの開発を進める。しばらく、最高熱効率を巡り抜きつ抜かれつの競争が続きそうだ。
ホンダは2013年、当時最高値とされたトヨタ「クラウン」の38.5%を抜いた(関連記事)。2015年、トヨタは現行「プリウス」の1.8Lエンジンで40%に達して抜き返す(関連記事)。さらに2017年には「カムリ」の2.5Lエンジンで41%を達成し、ホンダを突き放した(関連記事)。ただ、今回のアコードの改良エンジンで、ホンダは再びトヨタに迫った形となる。
ホンダは熱効率を高める上で、近年のエンジン開発では王道といえる手法で臨んだ。排ガス再循環(EGR)量を増やして、混合気を乱す縦渦(タンブル)を強める。併せて地道な熱対策を積み重ねて、理論熱効率に直結する圧縮比を13.0から13.5に上げた。
EGR通路の圧損を減らす
EGR量を増やすと燃焼温度が下がり、高圧縮比にすると生じやすい異常燃焼(ノッキング)を抑えられる。ホンダはEGR弁を大径にして、吸気ガスに占める排ガスの比率であるEGR率を最大で23%に高めた。従来機は同17%。弁の直径を、8.3mmから12.5mmにした。
EGR率を上げるのには、EGR通路の圧損を減らす工夫も貢献した。排ガスが吸気側に向かうまでの経路は長く、圧損が大きくなりがちだ。ホンダは排ガス通路の一部を直線に近づけたり径を広げたり、曲がり半径を大きくしたりして、ガスを通しやすくした。EGR弁に入る単位時間当たりの排ガス流量を、約2倍にできた。
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(出所:ホンダ)
排ガスは三元触媒を通った後、EGR管、EGRクーラー、ウオーターアウトレットのガス路を通過して、EGR弁に達する。その後、再びウオーターアウトレットを経由してシリンダーヘッド内を通り、吸気マニホールドに向かう。例えばEGRクーラーとウオーターアウトレットのつなぎ目を直線に近づけた。
EGR率を高めると、燃焼速度が遅くなる課題がある。ホンダは混合気のタンブルを強くして、燃焼を速くした。タンブル強化のために吸気ポートの形状に工夫した。
吸気弁の傘裏を鏡面仕上げ
ノッキングを抑えるのに、吸気弁の傘の裏を鏡面仕上げして平滑化したことが寄与した。燃焼室内に露出する傘の裏の表面積を減らし、燃焼したときの熱がシリンダーヘッドに逃げるのを抑えられる。
一方で高温の排ガスが通る排気弁では、冷却性能を高めた。ナトリウム(Na)封入弁を採用。高温になりノッキングしやすくなるのを抑える。弁の軸(ステム)に入れたNaが燃焼時に溶融し、排気弁の熱を早く逃がせる。
(出所:ホンダ)なお熱効率換算の基になるエンジン単体の正味燃料消費率(BSFC)で最も低い値は、208.1g/kWhである。従来機に比べて8g/kWh減った。
従来機と同様に、吸気弁を遅く閉じて膨張比を高めるアトキンソンサイクルを採用する。可変動弁機構として、従来同様に吸気側に可変バルブタイミング・リフト機構「VTEC」を搭載した。シリンダーの内径(ボア)と行程(ストローク)は81mm×90.7mm、吸排気弁の直径は吸気弁が33mm、排気弁が26mmで、従来と同じである。
アコードハイブリッドの米国EPA(環境保護庁)のモード燃費は、市街地と高速道、複合ですべて47マイル/ガロン(約20km/L)である。
ホンダがやりました^^
ガソリンエンジンでプリウスの燃費水準に追いつくなんて
この領域はマツダのスカイアクティブだったのに
朝鮮界隈ではどんなエンジン作るのw