アウディQ5に乗っていた知人が先日アウディS7を契約したそうです。直4が嫌だそうです(笑) 羨ましさを遥かに超えて何の感情もわきませんでした。私にはとても買える車ではないので。 んで話は変わって、ネッ

Question

トでそのカタログを見たところ、バイターボとかでかなり低回転域からトルクが出ています。
日本車にこんな車ありますか？また、このような技術は日本にありますか？

Answer 1

toyotown10さんへ

ちょっと本筋から外れるのかもしれませんが、

>このような技術は日本にありますか？
との事なので。d(^^;)
長ったらしいですが、少々お付き合い下さいナ。

ガソリンエンジンで過給する。
と、オクタン価を考慮しない高圧縮比の場合でも同様に成るんですが、点火プラグで点火着火する手前で勝手に発火を始めたりする事が在ります。ノッキングとかディトネーションと呼ばれる、自己不正着火です。
一カ所で勝手に発火が始まる。と、膨張したガスに未燃の部分が圧縮されて一気に昇温するのでこっちも発火する。
同時多数が、一度に、と言う事で、その衝撃がカラカラとノック音を発生させるのと同時に、境界層
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A2%83%E7%95%8C%E5%B1%A4
を突き破って燃焼室表面が高温ガスに直接晒される事に成ります。だから壊れちゃうし、アルミだと表面がガサガサに荒れたりする。d(^^;)

点火着火燃焼は、制御された形で行われねばならない。でも、低回転域だと、ピストンが下がって逃げる前に、燃え広がる方が速かったりするのです。
つまり、高回転域でノッキングが問題に成り難いのは、火炎伝搬して行って未燃ガスが圧縮 → 昇温 → 自己着火を始める前に、ピストンが下がって燃焼室内圧が下がり始めるから無事に回る、と言い換える事も出来るのです。

だからTurbo。d(^=^;)
機械式過給器で低回転域から過給圧を余り上げちゃうと、自己不正着火の問題を解決し切れなく成っちゃうのです。Turboだったら排ガス量が足りなくて上がりませんし、これを嫌ってシーケンシャルTurboを採用せずに単なるツインTurboに堕落した、と過去にゲロった開発技術者も居る位なのです。

じゃあ、効果的に解決出来る技術はこの世に存在するのか?
旧技術では燃焼室容積を増やして低圧縮比化した為に、大事な膨張比も下げてしまった。ので膨張し切れないままの高温な排気がポートを通過してエンジンが高温に成るので、燃料増量で冷やさねばならなかった。
おまけに実用域の低中回転では過給圧が得られ無い上に、低圧縮比化のトルク不足でダウンサイジングも満足に行えなかった。。。
という技術的限界は革新出来るのか?

出来ます。特許としても成立しています。(全世界で公知の事実に成っている、と言う事)
発案者はこのお方。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%BC%E5%9D%82%E5%BC%98

アイディアの骨子は
・理想の高膨張比14を達成する事
・スロットルバルブを廃止して、吸気弁閉じ時期連続可変機構へ代替
の2点です。
膨張比14と大きく膨張させれば排ガスが低温に成るので、過給しても、過濃混合気での冷却は不要に成るだろう。
かつてFiatがピストン頭頂部で70℃低下と言う実験結果を公表してますが、それよりも更に大きい値が期待出来ます。
過給圧の上昇に連れて吸気弁閉じ時期を早めて行けば、トータルでの排ガス量を制限する事にも成るので、出力の制御と一緒にTurboであっても過給圧も制御出来る事に成る。
スロットル弁の絞りでは無く、吸気の行程長の長短で制御する様にする。
と、部分負荷領域でディーゼルに負ける要因とされていたポンピング損も解消出来る事に成ります。(ディーゼルと同等に)
過給圧がグングン上がる分は、吸気弁を早く閉じる様にして、圧縮比だけどんどん下げて行けば良い。
昔からスロットルバルブの絞りを廃止しようと言う研究(ノンスロットリング)はずっと行われて来ていますが(VWもFordも失敗してる d(^^;)、出力を絞るに従って圧縮上死点温度が足りなく成り、燃焼速度の極度な低下から失火に至り、十分に絞り切れない事が判っています。
のならば、圧縮上死点温度が上がり過ぎて困っている過給と組み合わせれば良いではないか。丁度、アイコでホイ! と好都合だ。d(^^;)
アイドル回転から大気圧の2倍と言う高過給圧を発生させられる高効率な機械式過給器を併用して、排気量半分と言う大胆なダウンサイジングを断行しよう。万が一、過給圧を十分に得られなかった時でも、空気を激しく掻き混ぜてしまうのだから嫌でも昇温して点火着火に困る事は無いだろうし。。。

纏め直すと
1. 理想の高膨張比14の採用
2. 吸気弁閉じ時期連続可変機構の実現
3. 内部圧縮を持つ事で高効率な機械式過給器の併用
という、3点をセットにした発想が目新しいと言う事で、兼坂式アトキンソンサイクルミラーシステム、長ったらしいから略してK-ミラーサイクルの世界的特許成立の運びと成ったのです。

・・・

残念ながら、過給エンジンで吸気弁閉じ時期の連続可変式を本格採用、しかも早閉じ式を使ってみているのは、Fiatの意欲的2気筒：ツインエア
http://autoprove.net/2011/08/9267.html
しか登場して無い様ですし、このツインエアにしても、油圧を使ってしまっているので、弁バネを開けるのに使われたエネルギーの改修が不十分と言う仕様に成ってしまっています。
通常の弁開閉は、カム山がバネに押し返される事でエネルギーのかなりの部分を回収出来ていますから、その点で、効率を損している事に成ってしまうのです。
日本にはこんな技術
http://www.nissan-global.com/JP/TECHNOLOGY/OVERVIEW/vvel.html
も在るのにねぇ、と思うんですが。d(^^;)

と言う事で、VW-Audiグループとしては、吸気弁閉じ時期可変機構の実用化には成功していないが、
・出来るだけ低回転から過給圧を立ち上げ
・それを、排ガス量が増えた時でも高過ぎ無い様に調整し
・燃料冷却も出来るだけしない様に纏めた
という内容に成りましょうか。コレと言った目新しさには欠けているとしても、労力の掛かる煮詰めで商品化出来ているのは、それなりに技術的に高度だと言う事の証には成ると思いますヨ。d(^^;)

質問者からのお礼コメント

四回読みました。
アイデアはあり、その技術は各社しのぎを削っているということですね。
ありがとうございます。

Answer 2

ばいたーぼなんて言わねえよ。
ドイツ車ならビターボ、英語圏ならツインターボ。

それはさておき、今時ツインターボなんて輸入の高額車でないとないよ。ツインチャージャーはフォルクスワーゲンのTSIエンジンに存在する。
ツインスクロールターボなら、かなりたくさんの日本車が採用しているね。
スバルのターボ車はほぼこれだし、マツダのSkyactiv-Dもツインスクロール。
でもツインターボはほとんど現存しない。

で、日本はまだまだ自然吸気信奉が強くて、というか過去のターボ車のイメージが悪すぎて（燃費極悪）、現在はあまり過給エンジン自体が普及していない。
けれど昔を振り返れば分かるように、過給技術に関して言えば世界でも有数の企業がある。

Answer 3

日本じゃそれを「ツインターボ」と言う・・・