日産・フーガハイブリッドのエンジンはアトキンソンサイクルですよね？ アトキンソンサイクルの３．５Lで３０６馬力でトルクは３５．７キロを発生して、リッター当たりやく８７馬力発生できているのに対して

Question

トヨタ・プリウスは１．８Lで９９馬力でトルクは１４．５キロでリッター当たり馬力は５５馬力ですよね。
プリウスが先代のモデルでは１．５Lのエンジンを使っていましたが、パワー不足で１．８Lに排気量を上げましたよね。
どうして同じ構造のアトキンソンサイクルのエンジンで、こんなにリッター当たりのパワーに差があるのでしょうか？
アトキンソンサイクルでこんなにパワーが出せるなら、プリウスの排気量を１．８Lにさせないで、１．５Lでもパワーが出せたのではないのでしょうか？
わかりにくい質問で申し訳ありません。

補足

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%97%A5%E7%94%A3%E3%83%BBVQ35HR ここにアトキンソンサイクル化されたエンジンって書いてあるのですが、間違っているのでしょうか？

Answer 1

同じアトキンソンサイクルのエンジンでも圧縮比と膨張比の差が異なるからです。よって同じアトキンソンサイクルだからといって、単純にリッター当たりのパワーの比較をすることは出来ません。

アトキンソンサイクルは圧縮比＜膨張比のエンジンで、この差が大きいほど低燃費ですが逆にパワーが落ちます。各社提示のスペックには圧縮比と膨張比両者の記述が無いため正確には判りませんが、圧縮比（アトキンソンサイクルでは膨張比）の記述を見るとおよそ推測がつきます。高い数値のものほど圧縮比と膨張比の差が大きい、つまり低燃費だがパワーが落ちるということです。実際に数値を見てみると
プリウス 13
フーガハイブリッド 10.6
フーガハイブリッドの値は普通のガソリンエンジンでもおかしくない値なので、圧縮比と膨張比がわずかなのでは推測できます。

要するにプリウスは圧縮比と膨張比の差を大きくした低燃費だがパワー低めのエンジン、フーガハイブリッドは圧縮比と膨張比の差を小さくした燃費はそこそこでパワー重視のエンジンなのです。

Answer 2

monakomenisutaさんへ

良い所に着目されましたが、中々難しい話ですね、これは。d(^^;)

先ず一点指摘から。

>フーガハイブリッドのエンジンはアトキンソンサイクルですよね？
現状知り得る情報からして、正しくは、アトキンソンサイクル ミラーシステム
略して「ミラーサイクル」です。(ガソリンのオットーサイクルに対応する物としての呼称)

アトキンソンサイクルエンジンはこの様な構造の物。
http://www.honda.co.jp/factbook/power/cogene/201105/P11-12.pdf

クランク軸と、ピストン行程長に着目して下さい。

一方で自動車に積まれているエンジンは、現在はこの様な複雑なクランク軸周りを持つ物は在りません。ピストンとクランクがコンロッドで連結された、皆さん良くご存知の構造です。
http://ja.wikipedia.org/wiki/4%E3%82%B9%E3%83%88%E3%83%AD%E3%83%BC%E3%82%AF

オットーサイクルと大きく変えずに、膨張比を高く保ったまま圧縮比を下げる様に変える。
これを実現する為には、吸気弁の閉じタイミングを、充填効率が最大に成る角度より早めて吸入行程長を短くするか(早閉じ式)、ずっと遅くして、一度吸入した新気をポートに吐き戻す事で実質的圧縮比を下げるか(遅閉じ式)、と言う事をやります。
圧縮比はノッキング限界で半ば自動的に定まってしまうので(レギュラーなら10位)、膨張比を理想の14に近づける程、(吐き戻したりして)実質的な排気量が小さく成ってしまって低出力化が激しく成ってしまうのが悩みなのです。

もし法制上の解釈で、排気量 = 吸入量という事が明確に定まれば、ミラーサイクルでは無くて(正調)アトキンソンサイクル構造の実現の可能性が広がって来ます。だって行程長が違うので、実質的排気量の目減りが生じない訳ですから。
これが、膨張した後のシリンダー容積を「排気量と看做す」と言う事にされちゃうと、全くメリットが見出せなく成るばかりか、構造が複雑に成ってコストUp分だけ不利に成る。から自動車用としては登場しないのです。

SKYACTIVE-Gは遅閉じ式ミラーサイクル。なので、出来るだけ吐き戻す新気の量を少なく抑えて出力を稼ぎたい。その為に4-2-1排気マニホールド採用で、残留排ガスの積極的な引き抜きを図ったり、筒内直噴による気化潜熱での冷却で充填効率Upと自己不正着火低減を狙ったり、EGRを木目細かく制御して自己不正着火を生じ難い様にしたり、と色々工夫を凝らしています。
それら以前に登場したプリウスでは、低出力を電動で補強した、と言う事です。

馬力は、吐き戻す新気の量のちょっとした違いで、あっと言う間に大きく変わってしまいます。それが、エンジンチューナーが目の色を変えて充填効率を第一にチューンを施す理由です。
その大事な新気を、遅閉じだったらポートに吐き戻してしまう。
吐き戻す量が多ければ多い程、それだけ低温に抑えておきたい新気の温度が上昇してしまい、ノッキング限界すら低下してしまいます。から、デミオでは膨張比14だったのが、もっと大きい排気量に成ると、4-2-1排気マニホールドを採用して尚、圧縮(膨張)比13に低下してしまっています。
最初の市販ミラーサイクル車だったユーノス800に至っては、リショルム過給という事もありますが、圧縮比7.6 膨張比11.2に抑えられてしまっていました。

この様な事情が在りますから、単に出力だけ挙げつらうのでは無くて、圧縮比や膨張比の値も良く見て、その上で比較される事をお奨めしたいです。

Answer 3

プリウスやアクアに乗ってるエンジンは、燃費向上を至上命題としたタイプの『アトキンソンサイクル』ッス。
例えば、旧プリウスやアクアの1NZ-FXEは、1.0L分の吸気をして高い圧縮比で爆発時の熱膨張で1.5Lの仕事をさせてるッス（現行プリウスの2ZR-FXEは、1.5L分の吸気に対して1.8L分の仕事）。
1回に吹く燃料もエンジンが回った時の摩擦抵抗も1.0L相当なんで、燃費が良いッス。
ただ爆発のエネルギーは1.0L分しかないんで、トルクも馬力も低いッス。

で、フーガHY搭載のVQ35HRも、一応『アトキンソンサイクル化』されてるッス。
ただプリウス系みたいな燃費至上じゃなくて、エンジン性能を十分に持たせた上での『アトキンソンサイクル化』なんで、燃費がイマヒトツッス。
所謂『ハイパワー系HY』と呼ばれる、レクサスLS600h、GS450h、RX450h、クラウンHY、ハリアーHYも考えは、同じッス。
燃料がハイオク指定（ハイオクは、耐圧縮性が良い）という部分もあるッスが。

Answer 4

エンジンの違いは何サイクルかだけではないからです。

プリウスのエンジンは直列４気筒。
フーガのエンジンはV型６気筒。

プリウスのエンジンは、ボア80.5mm×ストローク88.3mm。
フーガのエンジンは、ボア95.5mm×ストローク81.4mm。

プリウスのエンジンはレギュラー使用。
フーガのエンジンはハイオク使用。

等々。

また、一般に排気量を上げた大きなエンジンは、排気量の少ない小さなエンジンよりロスが大きくなり、リッターあたりに換算すると馬力は小さくなりがちです。

だからといって、そもそもフーガのエンジンの方がプリウスのエンジンよりも大きいのですから、当然パワーはあります。

Answer 5

日産・フーガのものは、普通のエンジンですよ
3.5Lのものにモーターを付けたタイプ
つまり、現行クラウンと同一って考えて下さい