日経BPの知ったか記事

日産が、ダウンサイジングエンジンのセオリーを無視した理由
http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20111013/199297/
図1　中央が米Eaton社製のルーツ式スーパーチャージャ
図2　中央にポート噴射式のインジェクタが見える。右の黒いものがヘッドカバー、左は水冷のインタークーラー
図3　排気系は自然吸気と同じ仕様。触媒を直下型にでき、すぐに温まる
　日産自動車は2013年に発売する予定の直列4気筒過給エンジン「QR25DER」を2011年10月上旬に開催した「先進技術説明会＆試乗会」に展示した。現在、排気量3.5LのV型6気筒エンジン「VQ35DE」を載せている「エルグランド」「ムラーノ」などに使うことを想定している。トルク、出力は3.5LのV6並み、燃費は2.5Lの直4並みという典型的な“ダウンサイジングエンジン”である。
　過給機はターボでなくルーツ式のスーパーチャージャ（図1）。インジェクタは直噴でなくポート噴射だ（図2）。ドイツVolkswagen社が始めに提案し、他社の多くが追従している「ダウンサイジングエンジンといえば直噴ターボ」というセオリーに、日産は異を唱えた。
　このエンジンはHEV（ハイブリッド車）用に設計した。このため、例えば「1000rpmで全開」という低回転、高負荷を使う頻度が高い。これはターボの最も苦手とするところであり、ルーツ式の出番だ。なお、これはあくまでも回転レンジの問題である。純粋なレスポンスに関してはモータが補ってくれるので、ターボの欠点は表面化しない。
　こうしてターボをやめると、直噴の必然性も弱まる。実はターボと直噴は排ガス対策のために切り離せない関係にある。ターボチャージャはタービンハウジングの部分に大きな熱容量がある。始動直後はここを温めるのに排ガスの熱を使ってしまい、その下流にある触媒はなかなか温まらない。それでは始動直後の排ガス浄化性能が落ちてしまい、排ガス規制を通らない。
　直噴ならば噴射時期を変えることによって排ガスに未燃のHC（炭化水素）を残すことが自由にできる。これで触媒を温め、排ガス規制を通す。こうして現在のダウンサイジングエンジンは成立してきた。
　ルーツ式ならそういった問題はない。排気系は自然吸気の「QR25DE」と全く同じで、排気弁を出た直後に触媒を置いている（図3）。これなら触媒はすぐに温まる。
　触媒問題が解決すれば、直噴にこだわる必要はなくなる。実は直噴とするためにはカム軸で駆動するプランジャ型の高圧噴射ポンプが必要で、駆動による損失が大きいなど問題が多かった。触媒問題は避けて通れないので、こうした問題があっても、直噴以外の選択肢はなかったのである。
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この記者は本当に自動車技術を知ってるのか？って感じだなぁ。

ターボが苦手な低回転って小さいターボを使うと言う手がある。なのでダウンサイジングエンジンは5000回転も回せば風量が足りなくてトルクが落ちて来る。スポーツエンジンの様に7000回転以上なんて回すもんじゃない。
スーチャーは低回転は得意だけど高回転が苦手だから、このエンジンも高回転ではクラッチ切ってバイパスバルブを開けて過給し無い作りになってる。
スーチャーは過給に機械ロスが有るので出力増加分の半分くらいはスーチャーが食ってしまうので燃費改善は難しい。ターボはエネルギー回収だから過給時の機械ロスは少ない。

直噴の説明もなんか変。
始動時のリッチ噴射ってのはどんなエンジンでもやってることだ。ファーストアイドルとかチョークって言葉はもう死語なんだろうな。
ターボだと排気エネルギーをタービンに食われるので触媒の暖まりが遅いと言うのは確かに有るけど、それはポート噴射でもリッチにすれば良いだけの事。それに遅れもせいぜい20秒とかしかない。
ちょい乗りして長時間停車な日本の使い方だとスーチャーが良いかも知れないけど、一度エンジンを掛けると30分以上走るのであればターボで問題無し。
直噴の最大の目的は吸気の冷却効果があると言う事。冷えればノックしにくくなって圧縮を上げられる。確かに高圧燃料ポンプの駆動ロスは大きいけど、ポート噴射じゃ充填効率も上がらない。

あとスロットルがスーチャーの後にあるのは低負荷時にスーチャーの機械ロスが増えるのでよろしくない。大気圧の中でスーチャーが回り続ける事になるので、エンブレが余計に効いてしまうよ。スーチャーはスロットルとインマニの間にあるってのがアウディーなどの配置。これなら低負荷時には負圧の中でスーチャーが回るので機械ロスが少ない。

と言う訳で、この日産のエンジンはスーチャー付いてても高回転はNAでまわるので、低価格で作れる日本ユーザー向けの街乗り専門の高トルク低パワーなエンジンなのだ。海外向きじゃないし、スポーツ走行向きじゃないけど、まあ普通はそれで十分だよね。