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スバルの新世代・水平対向4気筒エンジン 第2報

(low).jpg
↑新エンジン(日本仕様2.0L)直下型触媒を装備している。またフロントカバーはEZ30/36から進化している。4本のカム先端に可変バルタイ機構を装備。なお発表された画像はこの1枚のみ

 9月26日、スバルは新世代の水平対向4気筒エンジンを公式発表した。
 スバルはこれまで、2.0~2.5LエンジンはSOHC、DOHC、DOHCターボの仕様違いや、部品、スペックの違いはあるものの、基本仕様は1989年に発売されたレガシィ用EJ20型(第2世代エンジンと呼ぶ)である。第1世代はスバル1000以来のEA型OHV(最終的にはSOHCも追加された)、3ベアリングであり、第2世代のEJ20型からはDOHC/SOHC、5ベアリングとなった。

EA_OHV.jpg
↑第1世代のOHVエンジン。総アルミ製の超軽量コンパクトと高出力・高回転を誇り、当時の常識を破る存在だった

 もちろん現時点では、1989年のEJ20型と比べるとほぼすべての部品が更新されている。
 その一方で、2000年に登場するEZ型系6気筒エンジン、2006年登場のEL15型(1.5L)、そして2008年にはEE20型ターボディーゼルなど新系列のエンジンも送り出している。

EZ30j.jpg
↑チェーンによるカム駆動、新ボアピッチで登場したEZ系6気筒エンジン

EZ30Rj.jpg
↑EZ30R型エンジン。ポルシェと同じINA社製の可変リフトタペット機構を採用

EL15.jpg
↑革新的なコンセプトの1.5L水平対向エンジンとしてひっそりデビューしたEL15 型

 これらはボア・ストローク比を変更したほか、カムシャフト駆動をチェーン式(EZ/ED系)に、補機ベルトをサーペンタインレイアウトにするなど新しい設計を取り入れている。
 これらの新系列エンジンは、ロングストローク化といわれることが多いが、単にロングストロークにするというより、燃焼室のコンパクト化、エンジン全長の短縮などトータルでの進化がはかられているのだ。
 そして、今回発表された第3世代のエンジンはその集大成といえる。
 新世代エンジンのために大泉工場内に新たに専用の第5工場が新設された。ここでEZ系などのエンジンが生産されることになる。
 
 
 今回発表の新世代2.0L/2.5Lエンジンは、エンジンの基本骨格であるボア・ストロークを現行エンジンよりもロングストローク化するなど、基本諸元を全面的に刷新することで、基本性能の高効率化を追求した設計であり、実用域のトルクや環境性能を向上させることが狙いである。このコンセプト自体はEL15のデビュー時点で打ち出されており、EL15は実用回転域を重視し、最大トルクを3200回転という低めの回転数で発生するなど革新的な存在である。
 新世代エンジンはロングストローク化することで、燃焼室はよりコンパクトになり、燃焼速度をアップすることができ、SV比を小さくすることで冷却損失も低減できるのだ。
 基本諸元は、2.0Lエンジンで排気量1995cc、ボア・ストロークは84×90mm、圧縮比は10.5と発表されている。出力は148ps、最大トルクは196Nmで、出力は従来のEJ20型と同等でトルクのみアップになっている。燃費は10%アップだという。
 トルクがアップし、より低速型に変化していることはわかるが、パワーが向上していない点は少し気になるところだ。フリクションの低減などによりパワーはアップするのが常識なのだが。
 なおボア・ストロークはEZ30が89.2×80.0mm、EZ36が92.0×91.0mm、EL15が77.7×79.0mm、EE20が86.0×86.0mmで、ボアストローク比はEL15に近いことがわかる。
 吸気ポートは隔壁を設け、TGV(タンブル流発生バルブ)を装備するなど低速域での吸気流速を高める工夫を加えている。
 またEGRを大量に導入することでスロットルによるポンピング損失を最小限に抑える発想で、ガソリンエンジンでは珍しいEGRクーラーも新装備する。EGR温度を下げることで体積効率の向上、NOx低減を狙っているのだ。
 動弁系はDOHC・16バルブで、吸排気カムシャフトにはAVCS(可変バルブタイミング機構)を採用。吸気側は進角・遅角両側の制御で吸気早開きを行い、ミラーサイクル的な要素も採用している。
 ピストン、コンロッドなどの運動部品は軽量化、小型オイルポンプの採用などとあわせ、摩擦抵抗は30%も低減したという。
 また冷却系は、シリンダーヘッドとシリンダーブロック側の2系統に分離した2系統冷却となり、シリンダーブロック部は燃焼室周りより高温にすることで冷却損失の低減もはかられている。水平対向4気筒は直列4気筒よりもともと冷却は有利だがそのメリットをさらに追求したわけだ。
 新エンジンはモジュール化を進めることで製造原価が20%ダウンされているといわれ、触媒の貴金属の使用量も大幅に低減されている。
 今回の発表ではエンジン型式名もなしという異例の発表だが、真相はまだ日本での認証を取得していないというのが実状のようだ。
 なお、既報のように最初は北米向けフォレスター2.5Lエンジンが初搭載となり、その後は順次搭載車種を拡大する計画になっている。噂ではその次は日本仕様の2.0Lといわれており、そうであるなら来年初春の可能性が高い。また噂のFT86にもこれをベースにしたエンジンが搭載される可能性が高い。
 もうひとつ、この新エンジンの特徴は次のステップに進化させるための要素もすでに盛り込まれていることだという。
 これは直噴化やターボ装備を意味するのだろう。いいかえれば、今回の発表はベースのベース仕様であり、より大幅な高出力化、燃費低減などを盛り込んだ本命エンジンはまだこれからの展開である。

コメント

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Re: 3ベアリング

コメントありがとうございます。

> 排気量を2L以下に制限してボアピッチを大幅に縮めての3ベアリング化はコンパクトも際立つし面白そうです。
> 昔と違い鉄鋳み軸受けなどもあり現実味はあります、でも2L以上でハイパワーターボはやはり5ベアリングかなとは思います。

コンパクト・軽量などを追求すれば3ベアリングありですね。ただ、高出力と両立させるとなると厳しいです。割り切った設計が必要なんでしょうね。

3ベアリング

排気量を2L以下に制限してボアピッチを大幅に縮めての3ベアリング化はコンパクトも際立つし面白そうです。
昔と違い鉄鋳み軸受けなどもあり現実味はあります、でも2L以上でハイパワーターボはやはり5ベアリングかなとは思います。

Re: iichiko さん

コメントありがとうございます。

> 写真見て思いました。水平対向エンジンはOHVの方が似合ってると
> それにEJエンジンは どれも最高出力の回転数が6000以下なんですね
> なら
> 現代の技術でOHVを新開発というのも面白いかも
> 可変バルブタイミング機構を入れるのがむずかしいかな

確かに水平対向4気筒は、機構的な合理性、凝縮性からいえば、オーバースクエア、OHV、3ベアリングに尽きます。超コンパクトになり、それでいれ7000回転も回せますから。さすがはポルシェの遺産です。
ただ、燃焼室の形と、吸排気ポートの形に制約ができるので、大出力にはつらいんです。その結果が5ベアリング化とDOHCヘッドの採用となりました。

No title

写真見て思いました。水平対向エンジンはOHVの方が似合ってると
それにEJエンジンは どれも最高出力の回転数が6000以下なんですね
なら
現代の技術でOHVを新開発というのも面白いかも
可変バルブタイミング機構を入れるのがむずかしいかな
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