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HOMEクルマ低炭素時代のエンジン設計 もう4気筒なんていらない > Part 2:1L超えでも3気筒

低炭素時代のエンジン設計 もう4気筒なんていらない

Part 2:1L超えでも3気筒

振動・騒音で4気筒に負けない ウエイト、マウントにそれぞれの工夫

  • 浜田 基彦=日経Automotive Technology
  • 2012/03/28 00:00
  • 1/6ページ

日産自動車が1.2L、AVL/Renault社が1.1L、Lotus社が1.3L。 以前ならば迷わず4気筒にする排気量だ。 燃費を重視する現在、各社とも3気筒を選択した。 このうち日産、AVL/Renaultは比較の対象となる4気筒エンジンに比べて、 騒音・振動で同等以上にするという方針で設計に臨んだ。

図1 日産自動車が小型乗用車「マーチ」に積んだ3気筒の「HR12DE」エンジン
図1 日産自動車が小型乗用車「マーチ」に積んだ3気筒の「HR12DE」エンジン
ボア78×ストローク83.6mmの3気筒。圧縮比は10.2。

 排気量が1Lを超える、少し大きめの3気筒エンジンを開発した日産自動車、オーストリアAVL社の2社は、良く似たルールで自分を縛った。日産は「4気筒並みの『音振性能』の達成」、AVLは「4気筒エンジンと同等のNVH性能の確保」。3気筒エンジンを「音や振動と引き換えに経済的」と言われる地位から引き上げようという明確な意思が、ここにはある。

 2010年7月、日産自動車は小型乗用車「マーチ」を全面改良した。この際に4気筒エンジン「CR12DE」から3気筒の「HR12DE」に切り替えた(図1)。従来からある4気筒の「HR16DE」から1気筒を減らして3気筒にした。

 燃費性能は例えば2000rpmでのBSFC(Blake Specific Fuel Consumption)をCR12DEより13%改善した(図2)。BSFCはエンジンの燃費性能を排気量にかかわらず横並びで評価できる指標である。

図2 2000rpmの条件で燃費率(BSFC)を比較
図2 2000rpmの条件で燃費率(BSFC)を比較
「CR12DE」に比べ「HR12DE」は燃費が13%改善した。

 13%の内訳は、摩擦損失の低減が6%、EGR(排ガス再循環)による改善が3%、EGR以外の熱効率改善分が4%と同社は見積もっている。  一番大きな摩擦損失では、3気筒化によって、「HR16DE」より摩擦抵抗が20%減ったことが効いた。「4」が「3」になったのだから25%減って当然という見方もあるのだが、補機などの“基本料金”が変わらないため、この程度になった。モード平均では摩擦損失の改善分は約3%になる。

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