ダウンサイジングターボについて 最近流行ってますね。

Question

VWゴルフとか、ホンダのステップワゴン、日産ティーダ・・・

なんで燃費もパワーも、
それよりも大排気量のノーマルエンジンよりも良いのですか？
自然吸気よりも強制吸気の分だけ燃料を多く使うので、
結局同じなのでは？

燃料の増加が僅かで済むのでしょうか？

詳しい方、ご教示下さい。

Answer 1

同じ排気量で比べたら、ターボは食いますけど、ダウンサイジングですから

小さいエンジンにする事で軽量化にもなります

排気量が小さいと、税金も安くて、重量税も安くなるかもしれません

同じパワーなら経済負担が少ない方がいいです

ハイブリッドでは、燃費で価格差が埋まらないんですよ!!

Answer 2

燃費改善を最優先に考えた場合、小排気量化が有力な手段であることは間違いありません。
大排気量エンジンのスロットルを閉じ気味にして出力を絞って使う場合と、小排気量エンジンのスロットルを開け気味にして出力を絞らずに使う場合とを比べると、後者の方が燃費では有利です。

なぜならば、スロットルを絞ることでエンジンの吸気に伴う抵抗が発生しますので、その抵抗の分エンジンが余計な仕事をしなければならないからです。この余計な仕事による損失をポンピング・ロスと言います。
また、小排気量化によりエンジンを小型軽量化できますが、このことも燃費の改善につながります。

そこで、最近では、従来よりも排気量を落としたエンジンを搭載し、スロットルを開け気味にして使うようなセッティングにしたモデルが欧州車中心に増えてきています。こうすることでポンピング・ロスを減らし、燃費の改善を図ろうと言うことです。ただ、排気量を落としたエンジンを載せただけでは、パワーダウンしてしまいますので、ターボやスーパーチャージャーなどで過給し、パワーダウンを補っています。

一見いいことずくめのように見える手法ですが、デメリットもあります。
この手法を一言で言えば「小さいエンジンに負荷を掛けて目一杯働いてもらう」ということになりますが、スロットルを開けるということはエンジン回転数も高めになります。
故に、騒音や振動の面では明らかに不利です。

また、今まで６気筒２５００ccエンジンを積んでいた車種に、４気筒２０００ccエンジンを積むといった形になりますので、官能面、つまりエンジンのフィーリングがチープになってしまいがちです。
アクセルを踏んでから過給の効果が出るまでのタイムラグ、いわゆるターボラグも、実用上は問題ないレベルに収まっているとはいえ、ゼロではないので、これまた官能面に好ましくない影響を与えます。
ゴルフなどに積まれているVWのエンジンでは気筒休止も取り入れており、可能な限り2気筒で動作させるようになっていますが、騒音や振動を悪化させる要因となります。

本来であれば、プレミアムメーカーを自称し、官能面を最も重視するはずのベンツやBMWまでもが、こぞって小排気量化に踏み切るのはなぜか？
その答は、ＥＵのＣＯ２排出量規制への対応です。
ＥＵでは、２０１５年までにメーカー別平均ＣＯ２排出量を１３０ｇ以下にするという規制が導入されています。この規制をクリアできなければ、莫大な課徴金をＥＵに納めるか、ＥＵ市場から撤退するしかなくなります。そして何よりも、環境規制に適応できなかった自動車メーカーと言う烙印を押され、企業イメージを大きく損なってしまいます。

既にHVを量産しているトヨタや、小型車中心のフィアットは、特別なことをしなくても早い段階（2010年頃）で前倒しに規制に対応できた一方で、ＶＷ、ダイムラー、ＢＭＷなどのドイツ勢は、無理やりにでも燃費を改善しなければ、ＥＵマーケットから退出を宣告されかねない状況だったのです。そこで、ここ数年、背に腹は代えられぬとばかりに、エンジンのスペックダウンを進め、ギリギリのタイミングで滑り込みセーフとなったのが実態です。

日本のメーカーの中でも、日産は期待のEVが売れず、HVでは完全に周回遅れ、ホンダも欧州ではHVを1台たりとも売っていません。つまり、これらのメーカーは欧州メーカーと同様に何らかのCO2削減策を取らなければならない状況ですので、欧州向けを睨んだ商品展開だと思われます。

（参考）http://www.afpbb.com/article/economy/2772465/6408036

Answer 3

簡単に説明します。

アクセルのチョイ踏み～ハーフアクセル位なら、排気量が小さくてもターボの性能でNA以上のトルクが得られます、しかも低中回転域でほぼ同じトルクが出っぱなしです。
恐らくNA2リッターより力が有ると感じるでしょう。

そして加速が終わり、ほぼ一定で走る巡航走行では、重いピストンを動かすより軽いピストンを動かす方が、ガソリンを費やす量が少なくて済むのです。

平な道を走らすなら重いとはいっても40～50馬力あれば事足りるはずです。

因みに初代bBの1.5リッターは10.15モード燃費で15kmでした。
技術の進歩は凄いですねぇ～

プジョーシトロエンでもミニバンでダウンサイジング有りますけど、1.6何で、日本では税金が2.0と変わらないので日本ではヒットしてません。

Answer 4

fugasan02さんへ

>燃費もパワーも、
>大排気量のノーマルエンジンよりも良いのですか？
>自然吸気よりも強制吸気の分だけ燃料を多く使うので、
>結局同じなのでは？
>燃料の増加が僅かで済むのでしょうか？
う〜〜ん・・・(^_^;)
先ずは、「ダウンサイジング」という言葉の定義から始めねばいけませんね。
少々長く成りますけど、お付き合い下さいな。

エンジンは燃焼で得た高圧を膨張させて仕事に変換し、取り出す物である。
これは、良いですね? d(^^;)
では、その仕事の効率をUpするには、飯の食い分を削るには、一体どうすれば良いでしょうか?

燃焼で得たエネルギーから、エンジンを自立回転させる為に必要なエネルギー、例えば潤滑油や冷却液の循環ポンプ駆動損や、補機を含めて各種の動力源と成る発電等を差っ引いた分だけが、動力源の出力として取り出せる事に成ります。
この各種の「損」の中には、当然の事ながら摩擦損も含まれ、摩擦で熱に換わってしまったエネルギーは、大気中に無駄に捨てられてしまう訳です。

エンジンの摩擦損低減策としては、
a.クランク軸端直結の、高速回転する大径のトロコイド油ポンプから、チェーン等で減速してから小径の外接型ギアポンプへの変更(更には大小のポンプを組み合わせて切り替えて使う親子ポンプ等)
b.潤滑剤ポンプインペラー羽根形状の流体力学的最適化(鉄板プレスでは中々難しい)
c.ピストンのスカート部削除によるシリンダーとの擦動面積削減
d.カム山のベース円部の接触幅を狭く削る
等が行われていますが、コストや信頼性との両立が中々難しいです。
カムの接触幅削減に至っては、それでも物足りなかったのか、OHC化で動弁系質量の低減に成功した、と一度は勝利宣言しておきながら、近年カムフォロワーのローラー化が進展して来ています。(可動部が重く成っちゃうのに)
しかし、採用出来そうな策(構造)だと
「爪で米粒を拾っても、腹一杯には成らない」
「大勢で雀を追い掛けている様な物」
の例え話の様な状態なので、もっと費用対効果を上げたいのです。

じゃあ、
1.過給で出力・トルクUpを図り、
2.向上した分だけ排気量縮減したらどうか、
と成って来たのでした。排気量を減らせば、摩擦損上に占める割合の大きい、シリンダーとピストンの擦動面積を減らせます。
単純な例えですけど、アイドル回転から大気圧の2倍という高過給圧を常用したら、それに相当する分として、排気量半分と言った大胆な縮減をする。
これなら、目に見えて熱効率、引いては燃費も低減出来るんじゃないか、と言うのが、「ダウンサイジング」の目論見なのでした。
早い話、ピストンとシリンダーで圧縮する分を過給器に回せ、と。
実証例は
http://www.khi.co.jp/knews/backnumber/bn_2006/pdf/news141_02.pdf
に成りましょうか。コストに厳しい大型商船の分野では、随分前から過給エンジンしか生き残っていません。し、それは長らく、地球上で最高の熱効率を示すエンジンの座を占めて来ました。し、第三世代のコンバインドサイクル発電が登場して尚、その座を競い続けているのです。

同じ出力を低回転化しても出す、と言うのもメリットが大きい話なのですが(信頼性の面でもメリット有り)、それ以上に、過給によってダウンサイジングして摩擦損を減らす、と言うのが眼目なのです。

一応詳細についても。

>自然吸気よりも強制吸気の分だけ燃料を多く使うので、
>結局同じなのでは？
>燃料の増加が僅かで済むのでしょうか？
上記した効率Upの為には、旧技術のままでは既に限界が来ています。
過給圧を活かす為に低圧縮比化する。と大事な膨張比も一緒に下げてしまう事に成って、効率Upに出来ないばかりか、肝心の膨張不足で過濃混合気、酷い時にはガソリンの気化潜熱迄動員して、内側から冷やさざるを得ない。
加えて、Turboでの過給だったが為に、発進時のクラッチ合わせのトルク確保の必要性から、満足なダウンサイジングも行えなかった、のでは、「お遊びの為のターボ」と揶揄されても仕方ありません。
旧技術のままでは無い過給は、ダウンサイジングは・・・

お手数をお掛けしますが、こちらをご一読下さいナ。f(^^;)
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q13133981928

今は過渡期、発展の途上なのです。

中々難しいですよね。疑問が有れば補足して下さいな。d(^^)

Answer 5

ターボだから燃費が良い、というわけではありません。ミッションとの制御と相まって低燃費が達成されています。

低燃費にするには回転を上げない方が良い、即ち低回転で使うことが求められます。NAだとトルクが不足してしまう領域を使いたいためにターボで過給してやりますが、過給圧が低い領域で使えますので使うガソリン量は少なくて済みます。さらに、ターボの恩恵があるので排気量を小さくできるのです。ですから、昔のエンジンと現在のダウンサイジングターボとのトルク特性を見比べてみていただくと良く判りますが、低回転でのトルクの出方が全く違います。NAエンジンですと、回転数に伴ってトルクも上昇してゆきますが、最近のターボエンジンは2,000rpm位でトルクが頭打ちとなる台形をしています。

この低回転でトルクのあるターボの特性と、CVTをはじめ低回転を頻繁に使うミッションの制御技術との融合によって低燃費が達成されるのです。

ですので、小排気量ターボといえども、高回転を多用した場合は燃費はガタ落ちしてしまいます。

Answer 6

660のターボでも呆れます
登りを2000rpmで軽々と登りそこからの加速でも反応が良い
エアコンの負荷も登坂の負荷もものともしない
それでも燃費リッター20㌔は普通だし
2000rpm付近でのトルクの出方驚くに他ない

Answer 7

普段の運転で フルスロットルってどのくらい使いますか

それと同じで


過給するのは

全体から見たら

極僅か


それ以外の時は

排気量の少ないほうが 色々とロスが少ない


パワーが必要な時は過給