軽でディーゼルエンジン仕様が出たら欲しいと思いますか？

Question

最近の軽は200万オーバーも珍しくないくらいの価格になってしまいました。
先進装備など相応の付加価値が付いた事が原因ですが、ここまで来たらさらに＋40万とかでディーゼルがあっても良いのでは無いかと思ったためです。

実際には重量増だの価格だの色々問題は山積みだと思いますが、参考でお答え頂いたら幸いです。

ちなみに私なら要りません。

Answer 1

技術的な問題として、理想ディーゼルサイクルの熱効率上の問題やら摩擦係数うんたらから、ディーゼルエンジンは一気筒あたり３００ｃｃ以下では効率がひどく悪化します。


以下、さわりの部分を言いますと、高圧縮で運転できる、高圧縮で運転できるから高効率というディーゼルの特徴は逆に言えば高圧縮を維持できなければ意味がないということでもあります。
単純な熱効率のみをみますと軽油よりガソリンのほうが発熱量が大きいのですが、ガソリンエンジンと同じ発熱量の時点でディーゼルエンジンはより高圧縮で運転できるため結果的にディーゼルエンジンのほうが燃費がよくなります。

ところがその状態を安全に維持するためにはエンジン構造、特に、シリンダーを構成するブロックの「厚さ」（説明を単純にするためにこういう表現にしておく）がガソリンエンジンよりも大きくなります。
「厚さ」が増大するとエンジンの躯体そのものの熱保持、加熱特性が悪くなります。それ自体は単純なエンジン出力特性に影響が出ないのですが、結果としてピストンのみが高温になってシリンダーが低温のままの状態が維持されてしまう、という状況が下限を割った排気量の気筒で発生します。

そうすると摩擦抵抗が増大したり、不正振動が発生したり、それの対策を施すと冷却系が果てしなく複雑になったり、オイル系やそのシーリングが極端に高価になったりという風になります。

それら以外にもいろいろな影響があるんですが、そういった問題によって経済的にペイできなくなる下限が一気筒あたり３００ｃｃになります（ラジコン用に極度に低排気量のディーゼルが実用されていますが、期待される仕事量が極度に小さいとかいろいろな理由がありますので例外ともいえます）。
実際に実用された下限は気筒あたり３３０ｃｃを実現したシャレードですが、ここら辺りが限界でしょう。
そうすると、軽に積むには２気筒ということになりますが、振動特性が～等の問題の対策が必要になります。
またディーゼル無過給エンジンでは機関の重量・容積当りの出力が低いという特性がありますのでターボの搭載は必須です。
さらにトルクが大きく、高回転が苦手と言う特性上、ミッションの多段化も必須です。
これらは車両重量に直結しますがそれらを支えるシャシーも頑丈にしなければならず、それらに対応した衝突安全を考えないといけなくなるとか、手当てしなければいけないことが果てしなく増大します。

結果として、ガソリン軽と同等の運動特性を持ったディーゼル軽は恐ろしく高価になってしまいます。その割りに燃費は伸びない、維持費は高い、となってしまいます。

つまるところ、低排気量ディーゼルは非効率、となります。

現実的に有効なパフォーマンスを持つディーゼルエンジンは４気筒2000～2500ｃｃ以上あたりと見られますので、ディーゼルとガソリンエンジンの特性上、技術的なブレイクスルーがあったとしても常にガソリンエンジンが上を行きますので（ディーゼルエンジンに期待できる技術向上のほとんどがガソリンエンジンに対しても期待できてしまうため）、結果的に軽にディーゼルエンジンを搭載するメリットはないという結果になります。

よって結論は実用的量産型軽ディーゼルエンジン車は、そもそも発売される可能性がないということになります。


なおここで書いたディーゼルエンジンの技術的な話は思い切り端折っているので、低排気量ディーゼルが非効率的であるという部分の考察をしたい方は、専門書を参考にしてください。上記した話を技術者にすると失笑されてしまいます。

実用的に運用できる自動車用エンジンは一気筒あたりの下限は理論上、ディーゼルエンジンの場合３００ｃｃ、ガソリンエンジンの場合２００ｃｃとだけ知っていると良いかと思います。

･･･つまり一時期存在した４気筒エンジンを持った軽自動車は、いろいろな部分で無理をしていたと言う事でもあったりします。

質問者からのお礼コメント

非常に判りやすい説明で大変参考になりました。
ありがとうございました。

Answer 2

ダイハツが軽自動車のディーゼルエンジンを試作してましたね！

Answer 3

マツダのSkyactiv-Dの延長線なら可能性はあるでしょう。
そもそも、1気圧25℃での理想的な排気量は1シリンダ440ccですが、軽自動車の660cc条件で3気筒が用いられています。
Skyactiv-Dのように圧縮比を下げてガソリンエンジン並にすれば、エンジンはガソリン同等の強度で済むのでガソリンエンジン並の重量で済みます。
コモンレールとDPFは必要となりますが、大袈裟な重量増にはならないでしょう。
FIAT500のような2気筒エンジンなら実現性は高いでしょう。
燃費も軽油のエネルギー密度が8%高いので、クリーンディーゼルエンジンの方が燃費は確実に良化します。
コスト増も然程では無いと思われますから、後は市場の要望する声の量でしょう。

(runner_jiro_kさんへ)

Answer 4

ディーゼルは振動があるため、小さいエンジンでは
エンジン自体が壊れてしまいます。

ですので、軽自動車にディーゼルエンジンは載りません。

Answer 5

おっしゃる通り、金銭的なメリットが無さすぎでしょうね。重い車が使ってこそ、ディーゼルのメリットがあります。マツダで例えるなら、ＣＸ－５で１０万ｋｍ、デミオなら２０万ｋｍ走らないとガソリン車との金額差は埋まりません。更にディーゼル特有の振動や異音を抑える為に、車重はエンジン＋アルファでかなり重たくなります。メリットは何も無いですよ。