レクサスが今度発売のNXでいよいよ直噴ターボエンジンを導入するということで興味津々です。

Question

レクサスのサイトによれば「水冷式エキゾーストマニホールド一体シリンダーヘッド＋ツインスクロールターボチャージャーを世界初採用」となっていますが、この世界初とされる技術は、先発かつライバル車であるAudi Q5 / BMW X3 / Range Rover Evoque の各２リッターエンジンと比べてどのようなアドバンテージがあるのでしょうか？

Answer 1

発表されている出力（馬力）やトルクだけみて，たいしたことはないと思っている方が多いのですが，大間違いです。従来の欧州車にくらべると水冷インタクーラという武器が仕込まれています。これはトヨタの方がおっしゃっている欧州流のダウンサイジング・ターボとも異なるという発言からも読み取れます。

●インタクーラの水冷化とは？
30年前にも水冷インタクーラはありましたので，あまり新規性がないと思っている方がおれます。また欧州車での使い方もVWゴルフは使っているものの，他社では大型のエンジン（BMWでは，V8エンジンのみ）に使われており，ご質問のクラスは空冷です。

では，どうして水冷を使ったのでしょうか？

下記3つの理由があります。

(1) レスポンス
(2) 吸気温度の安定化
(3) レイアウト

では，以下に説明いたします。

●レスポンス
最近の水冷インタクーラは，インタクーラという熱交換器を吸気モジュール（インテークモジュール）内に収納します。これにより筒内（燃焼室内）への距離が最短になり，レスポンスが改善します。ガソリンエンジンは回転数幅が大きいので，この吸気レスポンス改善は，そのまま加速性能の改善になります。

●吸気温度の安定化
空冷インタクーラは車両が加速すると，エンジンの放射熱も増えたりして，インタクーラ出口の空気温度があがっていきます。つまり吸入空気流量（体積流量）は増えますが，密度低下により，質量流量はあまり増えません。水冷化すると，冷却水の熱容量のため，冷却水温度は簡単に上昇せず，吸入空気の温度上昇は空冷インタクーラより小さくなります。つまり密度低下はかなり防止できます。これにより，質量流量が効果的に増やせます。つまり加速時のレスポンスが良くなります。

●レイアウト
空冷インタクーラは，過給流量が小さいときはあまり問題ではないのですが，大きくなると，過給ガス配管のレイアウトが問題になります。たとえばBMWでは，直6エンジンまでは空冷ですが，V8以上は水冷です。この最大の理由はレイアウトです。BMWではすべて水冷にしたいのですが，コストから，直6までは空冷を選んでいます。V8になると，ガス配管が大きくなり，レイアウトできなくなるため，水冷にしているそうです（BMWのエンジン・エンジニアの方から直接聞いた話）。

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●水冷式エキゾーストマニフォルド一体シリンダヘッド
エキマニをヘッド一体にすると，暖気時間が短くなります。そして水冷化すると，排気温を高めることができますので，高負荷時の点火進角のリタードを回避できます。つまり高出力化に貢献します。ただすでにいろいろなクルマで実現済みです。

●ツインスクロールターボチャージャ
低回転領域の排気流量が少ない条件でも過給量を稼ぐことができます。つまりレスポンス改善ができます。これまたいろいろなクルマで実現しています。

この2つの技術をあわせたことが世界初なのかもしれませんが，上記の水冷インタクーラの方が技術的に注目されます。なぜなら，トヨタが水冷化すると，他社が追随することが必至だからです。

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今回のトヨタのターボ化は，スペックから見ると，大したことがないように思えますが，今後の布石と考えると，非常に大きな一歩といえます。つまりこのシステムを拡張すれば，かなり優れた高出力・ハイレスポンスエンジンをつくることができるからです。欧州メーカも含めて，各社がベンチマークするエンジンですね

簡単ですが，ご参考になれば幸いです。

Answer 2

他の方も言われていますが「水冷式エキゾーストマニホールド一体シリンダーヘッド」と「ツインスクロールターボチャージャー」はそれぞれでは特に珍しいものではありません。レクサスの世界初というのはこの2つを組み合わせたという点です。もちろんこれによるメリットは色々とあるのですが、他社に比べて圧倒的なアドバンテージが得られるというものでもありません。各社で直噴＋過給へのアプローチは様々ですので。

Answer 3

そもそも、NXのライバルがQ5とかX3って、どういうことだよ（笑）
イヴォークはまだ理解できるが。

Answer 4

たいしてアドバンテージはないですよ。

シリンダヘッド一体エキマニはとうの昔にホンダが採用してますし、
ツインスクロールターボもとうの昔に三菱やスバルが採用してますし。

単に既存技術の組合せなので、たいしたことはないです。