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 トヨタ自動車が新しく開発した排気量1.5Lの自然吸気ガソリンエンジン(図1)。ハイブリッド車(HEV)用で、最高熱効率が41%に達した。3気筒機では、世界最高とみられる。従来機から気筒数を減らし、最近開発した共通燃焼技術を採用した。価格に敏感なユーザーが多い小型車で高い燃費性能を実現し、競合車と差をつける。

図1 トヨタの直列3気筒ガソリンエンジン
図1 トヨタの直列3気筒ガソリンエンジン
HEV用で、41%と高い最高熱効率を実現した(撮影:日経クロステック)
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 小型車「ヤリス」に採用した。従来の1.5L機は4気筒で、新型機「M20-FXS」で3気筒に減らした。最近のエンジンで採用してきた高効率な燃焼形態を新型機に適用するには、気筒の形状などをそろえることが重要になる。4気筒のままで1.5Lにすると、気筒が小さくなりすぎてそろえにくかった。

 トヨタは2017年、高熱効率な燃焼を複数機種で共通に採用する「TNGA(トヨタ・ニュー・グローバル・アーキテクチャー)」エンジンの投入を始めた。

 まずは4気筒機からで、排気量2.5Lの「A25A-FXS」を「カムリ」に、続く18年には同2.0Lの「M20A-FXS」をレクサス「UX」に搭載した。ともにHEV用では当時の世界最高値である最高熱効率41%を達成。新型3気筒機ではこれら2機種と燃焼形態を共通にするなどして、同じ熱効率に達した注)

注)最高出力は68kW(5500rpm)、最大トルクは120N・m(3800~4800rpm)

 トヨタは燃焼を共通にするため、気筒の内径(ボア)と行程(ストローク)の比率であるストローク/ボア比や吸気弁と排気弁の軸の角度である挟み角、吸気口の形状などをなるべく同じにする考えを採用する。気筒に入る空気の縦渦(タンブル)を強めて混合気を乱し、燃焼を速くできるからだ。

 新型機では3気筒に減らしたことで、1気筒当たりの排気量は0.5Lになる。2.0Lの4気筒機と同じ排気量で、これでストローク(97.6mm)とボア(80.5mm)を同じにした上で、挟み角や吸気口の形状をそろえられた。仮に4気筒にして1気筒当たりの排気量を0.375Lにすると、「小さ過ぎて狙いの高速燃焼にできない」(トヨタ技術者)。