すねげ野郎のブログ一覧

こんばんは。
前回は、現在のターボエンジンと、私が最近モヤモヤするほど疑問に思っていてプロに聞きたい！と、思っていたことを書きました。

今回は、山形さんのプレゼンの内容や、その説明を受けてわかったことを、備忘録として書いていこうと思います。


[山形さんの略歴]
マツダでは、
「技術開発」→「商品開発」→「生産部門」→「営業部門」→我々ユーザー
という、流れになっているそうで
山形さんは、開発のなかでも一番上流である「技術開発」という部署にずっといらっしゃるそうです。ディーゼルやガソリンのターボエンジンに関する技術研究・開発を行われてきたそうな。

そして、技術開発部門と商品開発部門の間には「魔の川」なるものが流れているらしく、技術開発部で発案した技術も商品開発に継続されるのは非常に稀で、なかなか商品化までこぎつけられないそうです。。。。大変そうですね(^^;

マツダのエンジン開発のトップである人見さんもこの部署出身らしいですが、以前日経クロステックのインタビューで、「発案したのに、コスト問題や耐久問題ですぐに却下されるから辛かった。愚痴りながら広島で飲みまくった」みたいに話されてるのを見ました。

山形さんも、今回のダイナミックプレッシャーターボが、マツダで20年以上勤めてきて、初めて商品化したものらしいです。
それまでは、モーターショー等に出展される技術開発等をしてきたと仰ってました。



[ダイナミックプレッシャーターボは12年前に発案した]
SKYACTIV-G2.5Tの目玉技術である「ダイナミックプレッシャーターボ」は、12年前に発案し特許も取っていたそうです。
しかし、前型のMZRからSKYACTIV-Gに変わるタイミングで一旦お蔵入りになり、北米用の現行cx-9を開発するタイミングで復活しました。
V6のSKYACTIV-Gを試作し、検証した結果、総合的に効率の良さとコストの兼ね合いでSKYACTIV-G2.5Tになったそうです。



[自動車エンジンにターボは向いてない]
本来、ターボエンジンは航空機や船やトラック等、巡航が多い機体・車体に向いています。
ターボエンジンは、NAでは捨てている排気エネルギーを利用しているので効率は高いエンジンです。
しかし、自動車用となると加減速を繰り返すため、効率が悪くなってしまいます。
本来、ターボエンジンのタービンは一定の回転数で回っているのが理想で、回転数が変化するのは効率悪化につながるようです。



[マツダにとって上質な走りとは]
マツダは、「アクセルを踏んだら素早く意図したトルクが立ち上がり、意のままに加速できるエンジン」が、上質な走りを実現できると考えているようです。

カタログスペックに載るような、最高出力や最大トルクを追い求めず、タイムラグ無く力を出せるエンジンを目指したそです。


[SKYACTIV-G2.5Tの目玉技術]
SKYACTIV-G2.5Tの目玉技術は2つあります。
①ダイナミックプレッシャーターボ
②cooled EGR

ここで注意したいのは、この２つの技術は「2つで1セット」という考え方で開発されたということでした。

私は今まで、
「ダイナミックプレッシャーターボは掃気をし、対ノッキング性能を高め、圧縮比を上げるためのもの」
「cooled EGRは高負荷域で排気温度低下のためのもの」
とバラバラの目的の技術を1つのエンジンに詰め込んだと思っていましたが、これは誤解でした。


一般的にターボエンジンにて、

Ⅰ.低回転で過給している時はコンプレッサーが吸気を圧縮します。
しかし、エンジンの回転数は上がっておらず、一定時間でエンジン筒内に入る量が少ないため吸気工程のところでドン詰まりになります。
このため、昨今の直噴ターボでは「スカベンジング」という、エンジンの排気工程が終わる前に早めに吸気バルブも開き、吸気バルブと排気バルブの開いてる時期がオーバーラップするようにして、吸気を吹き抜けさせてドン詰まりを解消するシステムを採用しています。
SKYACTIV-G 2.5Tもこの技術を採用しています。


Ⅱ.高回転で過給している場合は、タービンの回転がエンジンから吐き出された排気量に間に合わず、タービンのところでドン詰まりになります。

特に昨今のダウンサイジングターボは、低回転からレスポンスよく小径で回りやすいターボを採用しているので、高回転では容量オーバーでターボの能力が落ちます。
逆に、高回転で150ps/Lを叩き出すようなターボエンジンには大きいターボが取り付けられており、高回転の容量は多いですが低回転ではターボが効きにくくなっていてターボラグも感じやすいと思います。

このタービンの容量によって起こるドン詰まりを解消するためにSKYACTIV-G 2.5Tで採用されたのがcooled EGRです。

詰まっていた排気を再び吸気側にバイパスさせて逃がすようにしています。
熱いままだと、新気が昇温してしまうので冷やして吸気側に合流させます。


Ⅲ.そして、直列4気筒ターボエンジンにつきものの排気干渉という問題があります。
いくら低回転でスカベンジング、高回転でcooled EGRしていても排気干渉していると、また排気管でドン詰まりになります。
この排気干渉を解決し、さらに「掃気」の効果も発揮するのが4-3-1排気のダイナミックプレッシャーターボです。これにより、圧縮比を10.5にすることができ、従来のターボエンジンよりストイキで燃焼できる範囲が広がりました。
さらに、この掃気効果により低回転でさらに過給圧を上げても対ノッキング性が大丈夫だから、バルブをつけて1620rpm以下で狭い通路に排気を通し、タービンをよく回して低回転トルクを上げた
ということです。

最近、排気干渉を防ぐために「ツインスクロールターボ」を採用しているものが多いですが、これには掃気の効果は無いそうです。
ちなみに、このツインスクロールターボは結構お高いそうです。
ダイナミックプレッシャーターボのタービンは、普通のシングルターボでお安いらしいです。

上記のⅠ.Ⅱ.Ⅲをまとめると
「低回転と高回転で、別の理由でエンジン内のどこかがドン詰まるので、そのドン詰まりを解消(低回転スカベンジング、高回転cooled EGR)して、排気干渉を防ぎながらさらに掃気(ダイナミックプレッシャーターボ)もして、低回転トルクも上げて全体で過給効率を上げよう」
というのが、このSKYACTIV-G 2.5Tの成り立ちのようです。


すべては一つの目的に向かっていた技術だったのですね。
知らなかったので非常に勉強になりました。


[マツダは低速トルクを大事にする]
最後に、マツダは
・SKYACTIV-Gは4-2-1排気
・SKYACTIV-Dは2ステージターボ+VGT
・SKYACTIV-G2.5Tはダイナミックプレッシャーターボ
で、低速トルクを出せるようにしているとのこと。
普段 あまり使わない高回転の出力ではなく、日常で多用する常用回転域の1500pm～3000rpmに重点を置いていると仰っていました。



山形さんのプレゼンは、私にとってほんとに有意義なものでした。
今回で、他社のターボエンジンがどのようなものなのかを理解する指標にもなったと感じています。


長くなりすぎたので
私が質問したことは次回に書きます。

つづく

こんにちは。
またまた、マツダのエンジンのお話を聞きに、マツダブランドスペース大阪に行って参りました。

今回のテーマは、SKYACTIV-G 2.5Tのエンジンについて開発された山形さんのお話を伺いました。

実は、このイベントが行われるのを最初に知ったときは、震えあがりました(笑)
なぜなら、最近ターボエンジンについてずっと疑問に思っていたことが貯まって、モヤモヤしていたからです！
これは、調べても出てこないので直接聞きたい！と思っていたところ、素晴らしい機会を得ました＼(^^)／


[これまで]
ガソリンターボエンジンと聞けば
欧州で主流のダウンサイジングターボを思い浮かびますよね。

低排気量化による、「機械抵抗減」と「圧縮比10前後で軽負荷を電動ウエストゲートを開いて極力NAで走り（ノーマルオープン制御）、スロットル弁によるポンプロス低減」によって、軽負荷側の燃費を改善する
足りない高負荷側の出力は、レスポンスの良い小型ターボで補う。
「低燃費と高出力」をアピールしてきたダウンサイジングターボ。

その実態は
・軽負荷側は上記の理由でBSFCが低い(燃費がいい)
しかし
・圧縮比をターボエンジンにしては高圧縮にしているため、高負荷になるにつれノッキングを防ぐため燃料をストイキより濃いリッチにしなければならず、BSFCが高くなる（燃費が悪くなる）
・ノーマルオープン制御による、多少のターボラグを時々感じる

というものだったと把握しています。


[最近]
最近は、欧州メーカーだけでなく国産メーカーも過給エンジンに意欲的です。
トヨタの3.5LのV35a-fts（圧縮比10.5 最大トルク61.2kgf）
日産の2.0LのVCT（圧縮比14～8 最大トルク39.8kgf）
マツダの2.5LのSKYACTIV-G2.5T（圧縮比10.5 最大トルク42.8kgf）
あたりが、過給エンジンでトップクラスの熱効率だそうです。

これに対して、欧州メーカーでダウンサイジング過給を最初に採用し出したVWは、次の一手として
1.5LのEA211TSI evo（圧縮比12.5 ミラーサイクル 最大トルク20.4kgf）を登場させました。
これにより全域ストイキを実現し、トヨタV35a-ftsとマツダSKYACTIV-G2.5Tよりも高効率のようです。
ミラーサイクルによる排気温度低下のおかげで、量産ガソリンターボエンジン初のVGT(可変ジオメトリーターボ)を採用し、以前の1.4TSIよりターボラグを半減しています。
また、気筒休止も採用しており極軽負荷側のロス低減も徹底しています。


[疑問]

①motor-fan illustrated149号の博士のエンジン手帳にて、畑村さんがSKYACTIV-G2.5Tを評価されてました。
その中で、「最大トルク420N･mにこだわずに最大トルク(最大BMEP)を下げれば、圧縮比をもっと上げて、VWのEA211TSI evoのようにミラーサイクルに出来たのではないか」
という指摘がありました。

もし、最大トルクを400N･mや380N･mで抑えればミラーサイクルにできたかもしれません。
しかし、ターボエンジンですのでミラーサイクルにするとデメリットもあるはず。

つまり
「なぜ圧縮比を10.5のオットーサイクルにして420N・mにこだわったのか。380N・mにして圧縮比12.0位のミラーサイクル過給にする気はなかったのか？
また、ミラーサイクル過給がオットーサイクル過給に対してデメリットがあれば教えてください」

②「ガソリンターボエンジンは高負荷側になるにつれ燃料をストイキよりリッチにしてノッキングを回避しなければならない」と上記では言っていましたが、実際どのあたりがターボエンジンにとって対ノッキング性が辛いのか、いまいちわからない(^^;

つまり、
「どこからの回転数と負荷域で対ノッキング性が怪しくなるのか？」

③「SKYACTIV-G2.5Tは軽負荷側はEGRを入れて、スロットルバルブによるポンピングロス低減をしているが、他にもノーマルオープン制御や、NAのSKYACTIV-Gのように軽負荷だけミラーサイクルをしたりしているのか？」

④「SKYACTIV-Xはスーパーチャージャーを過給機として活用しているが、ターボ屋さんから見てスーパーチャージャーはどうなのか？」


この4点が気になっていたので、今回聞いてきました。

つづく

こんにちは。
東京オートサロンにて展示されたmazda3は評判が上々のようですね！
室内空間は現行アクセラと同等とのこと。
国内仕様が発表されるのが待ち遠しいです＼(^^)／


日経の記事にて、マツダのパワートレイン開発の廣瀬さんのインタビュー記事が掲載されていました。
インタビュー内容は、今後の経営計画についてのものでした。

そのインタビューによると
・ラージプラットフォームの開発は順調
・スモールと同じ性能ではダメで、スモールとは全く別の新しいチャレンジ
・マツダから離れられなくなるような、独自の乗り味を目指す

らしいです。

記者の「ラージプラットフォームはFRと聞いていますが」との言葉に
否定も肯定もせず、「スモールと同じではいけない」と。

価格も上げることを示唆されています。

やはり、次期アテンザはFRなのでしょうねぇ。


昨年の夏、cx-5の25Tの詳細を聞きにディーラーに行った時に、次期アテンザの話にもなりました。
「もしかしたら、次期アテンザは50万近く値上げするかもしれません。メーカー側はそうしたいみたいです。」
とディーラーマンが言われていました。

まぁ、ディーラーマンの情報が信頼できるかはわかりませんが
今現在、一番メーカーに近い存在の情報であるので、ある程度参考になるかもしれません。

現行アテンザのディーゼルLパケ2駆で395万円ですから、
次期mazda6の同グレードでは450万前後になるのか？
その上に、直6SKYACTIV-Xと直6ディーゼルとなると、上級グレードで車両本体で500万円手前は十分ありえますね。

一見高く見えますが、欧州プレミアムのメルセデスc220dで585万円なので、まだ100万円以上開きがあります。
しかも、cクラスでレザーのオプションなど選ぶと乗り出し700万円になるそうな。

マツダのLパケは全部盛りみたいなもんですから、乗り出し価格はかなり差がつきそう。

ついこの間、プジョーの508が新型になりましたが、2Lディーゼルのモデルが492万円なので
海外の輸入大衆車が価格的にはライバルっぽいですね。


しかし、次期アテンザはジャーマン3を含むプレミアムメーカーに移っているユーザーを、かっさらうことが使命となるでしょうから
CクラスやA4などと同等の内外装や、高い動的静的質感と独特の乗り味を出さなければならないといけないんですね。。。
言うは易しですが、FRにして50万高くなったからといってそこまで到達できるか。
見ものですね。

この「マツダ独特の乗り味」が、次期アテンザが売れるかどうかの別れ目となりそうですね。
楽しみです。

おわり。

皆さん、明けましておめでとうございます。

昨年の1 1月末に遂にベールを脱いだ新型mazda3。




かっこいいですねー！
個人的に、魁コンセプトはかっこいいけどアクが強いイメージだったので
このくらい優しめのデザインになってホッとしています(笑)

でも、今回の注目はエクステリアよりインテリアな気がします。

実物を見た一部のメディアでは、
「内装がmazda6を超えている」
との評価もしばしば目にします。
アテンザも相当質感高いと感じたのですが、それ以上ということは。。。
ディーラーでお目にかかるのが非常に楽しみです。


そして、エンジンラインナップは
1.5g・2.0g・2.5g
1.8D
2.0X
ということで、まぁ予想の範囲内かなというとこですかね。
2.0Xのスペックは世界でもまだ発表されてない模様。

車重は旧型より30kgほど重いようです。

価格は、メキシコとポーランドで公開されているようで
メキシコマツダのサイトでは、旧型より1割ちょっと値上がりしているようです。

日本のアクセラで考えてみると、25万～30万アップといったところでしょうか？

価格アップについては、内装の質も上がっているようだし、静粛性も「走るオーディオルーム」と自信満々に発表しているほど高いようなので、理解はできます。（実際、試乗してみてじゃないと納得はできませんけど(笑)）


しかし、エンジンラインナップの価格設定が意外でした。
ポーランドマツダのサイトでも価格発表されているようですが
日本円に換算して
2.0g+Mhybridのグレード価格に対して
2.0Xグレードが42～54万ほど高い価格設定となっています。

国内仕様の現行アクセラでは
1.5Gと1.5Dで30万の価格差ですので
新型mazda3もガソリンとディーゼルで30万の価格差になるだろうと強引に決めつけると
価格順は
1.5g(or2.0g)＜1.8d＜2.0x
となるということに。。。

新型でも大きくエンジングレード間の価格差は変わらないと思いますし
この順なら、以前私が予想していた価格設定順は外れてしまいました(笑)


しかし、SKYACTIV-Xを最高値に持ってくるとは意外すぎますね。
コストも、ディーゼルよりは安いというインタビューを見たのですが。
燃費もディーゼルと同程度ということですし、燃料は軽油より高いレギュラーガス、トルクはディーゼルに劣る。しかし、一番高い。
それほどまでに、アクセルレスポンスや加速フィール等のドライバビリティーに自信があるのか。。。
それとも、そこまでむやみに数を出したく無いという目論見なのか。

国内仕様での1.8dと2.0Xの価格差にもよりますが、仮に2.0Xが1.8dより20万高いとすれば、かなりマニアックなグレードになりそうですね(^^;



近々、新型SUVも量産開始するとのニュースもあるので、今年のマツダは新世代商品のお祭りとなりそうですね！＼(^^)／

おわり。

こんばんは。
ついに、今月末に新型MAZDA3=アクセラがベールを脱ぐという事で、非常に楽しみです。
また、新型アクセラと同じアーキテクチャを使ったSUVも近い将来投入すると、丸本社長が仰っていましたので、2019年からのマツダはとてもワクワクさせてくれると期待しています。


マツダのエンジンからシャーシやデザインまで楽しみな、マツダファンの私ですが、
最近、トヨタのパワートレーン戦略も非常に興味があります。
正直、パワートレーンで興味があるメーカーは国内では、マツダとトヨタしかいないんですが(^^;
海外も含めると、ジャーマン3も注目しています。特にVW&audiは。


で、トヨタのTNGA戦略ですが、今年の3月時点でこのような感じでした。



2015年から投入されたTNGAですが、まだエンジンは6機種、ハイブリッドシステムは2機種ほど投入されていません。
おそらく、時計回りに排気量が大きくなっていくと見ているのですが。。。
2.0dynamic force engineより下はある程度予想(妄想)出来るのですが、上の排気量が微妙(^^;

低排気量から順でいくと
・1.5直3NA(報道あり)
・1.5直3ハイブリッド
・1.6直3ターボ(噂）
・2.4直4ターボ(噂)
ということで、信憑性の低い雑誌の噂で妄想補完できるとします(笑)
正直、2.5LNAをベースにターボ化するか、3.5Lターボを4気筒にして2.33Lターボなんて可能性もあるのかなぁとも思っています。（というか、なんで2.4Lなのかもわかりません)

そして2.5NAより上は。。。
当初3.0V6ターボの可能性もあるとは見ていましたが、THSの方が2.5L用とマルチステージハイブリッドの間が空いています。
ストロングハイブリッドには「幅広い高効率域のターボ」よりも「ピンポイントで超高効率のNA」の方が向いているでしょうから、ターボエンジンは可能性が低い。
そうなると、今までエンジンラインナップから見て3.5LのNAでしょうか。
マルチステージハイブリッドをFR用とするなら、レクサスRX等で使われるFF用にとなりますね。
現行LS500hはマルチステージハイブリッドではありますが、エンジンはdynamic force engineではないはず。こちらでも使う枠はある。

TNGAエンジンラインナップ的に、ハイブリッド用だけでなく、コンベ用も用意するのかなぁという感じですが
正直、コンベンショナルなら世の流れ的にも、v6NAなら直4過給でいいんじゃないのって気もしますがねぇ。。。
2.4ターボが本当なら、3.5とパワーは同等でトルクは低回転からもっと大きくできるでしょうし。問題はターボラグか。。。
マルチシリンダーNAは今でもアメリカ人から人気なようですし、そこらへんトヨタがどう考えてるかですねぇ


ここまでは噂と妄想で補完できたのですが、3.5Lツインターボより上２つがまだ空いています。
こちらが、全然納得できる妄想にならないww
おそらく一つは
・4Lオーバーのv8ターボ
であろうとは思っているのですが。。。

これまた信憑性の薄い雑誌の噂ですが、LSとLCのFモデルを開発してるとかしてないとかの話で、そこに4.0Lv8ターボというのが上がっていたので、排気量はともかくv8ターボはありえるなと。
というか、v8にするなら4.3～4.8くらいだろと思っているのですがね。
3.5Lターボとの明確な差別化を測る上でも、そのくらい必要なんじゃないかなぁなんて(750N･m～830N･mくらい）

BMWのM760iなんて、6Lv12ターボですからねwww(v12というところは憧れますが、パワーは不必要に思います）
そう考えるとあり得なくも無いのかなと

これで、一つの枠はなんとなく予想つけれたとして

問題はもう一つですね。もう予想も出来ませんw
・v8NA････何に積むねんw3.5ツインターボでパワー&トルク賄えてます。
・v8NA+マルチステージハイブリッド････何に積むねんw(第２段）LSでも3.5やのに。。。LS-Fにハイブリッドとかも需要無さそう
・V10NAorターボ･･･もう時代錯誤の極みでしょう。不要ですし想像する気も起きません(笑)LXもv8ターボで賄えるでしょう。(耐久性のことを言われると、なんとも言えませんが）

この中で可能性があるとすれば、、、v8NA+マルチステージハイブリッド
ですかねぇ。。。
でも、LSですら3.5Lですしねぇ(^^;
何やら、LSのSUV版を出すと噂もありますが、使うとすればそれ用くらいか。
しかし、8気筒ともなればいくらdynamic force engineでも機械抵抗大きいでしょうし効率は落ちそうです。
まぁ、LSでもLCでもハイブリッドの上級仕様として追加することもできるっちゃあできるでしょうが。。。腑に落ちないなぁ(苦笑）

もやもやします。
いつ答えが出るか。2年後にはわかっているかもしれませんね(笑)

おわり