日産X-TRAILは発電専用エンジンに 可変圧縮 ができる VC-TURBOエンジンですが なぜ これまでガソリン車には この 可変圧縮 機構があるエンジンを採用しなかったの

Question

でしょうか？ https://00m.in/Plwlt

今後出てくるガソリン車や バイクには
この ホンダが2011年に市販化した
『EXlink(エクスリンク)』https://00m.in/Hzfbz
にも構造がよく似た可変圧縮エンジンが
採用されそうでしょうか？https://00m.in/sJ7iE
https://00m.in/yiQUD

これからは電気モーターでEVの時代と
いうのは重々承知してはいますが、全てが
モーター駆動になるまでの過渡期の間に
燃費の良いガソリンエンジンも出てきそう
な気がしますが・・

Answer 1

自由道さんへ

>なぜ これまでガソリン車には この 可変圧縮機構があるエンジン
>を採用しなかったの でしょうか？
先ず、挙げられた断面図を見ると、百年以上に渡って世界中の人間が寄って集って弄り倒して来たエンジン構造とは違います。よね?
エンジンブロックを新たに起こすと成ると、億単位で金が掛かる。
新たな物を起こす・事を始めるに当たって、その効能が確定していないのに、多額の投資をするという事は中々難しい。
今は、もうやる事が尽きて来て、他に手の打ち様が無くなって来た。から着手した、という面が在るから、と考えてみては如何かなと思います。

>今後出てくるガソリン車やバイク
>ホンダが2011年に市販化した『EXlink』
>似た可変圧縮エンジンが採用されそうでしょうか？
多分採用されないでしょう。
新たに起こすには金が掛かる。その上、コジェネ用は単気筒なのに対して、4輪用は最低でも3気筒、と又新たに起こさねばなりません。
加えて、この複雑に成る副Link式にしなくても、同じ効用が得られる手法・技術が特許として既に公報されているから、です。(後述)
もう一つ言っちゃうと、EXlinkの紹介HP
https://www.honda.co.jp/tech/power/exlink

にコソッと記述されている

>従来機構には無いリンク部品による摩擦損失を加えても、
>トータルでは従来型エンジンと
>ほぼ同等レベルのフリクションを実現。
に着目すべきでしょう。
世界中の各社が揃って、爪に火を灯す様な摩擦損削減の努力をやり続けているのに、新たな機構・技術を投入しても利得は無い。と言うか、「未だどの位悪いんだ?」と問い質したく成る様な状況。
これだったら、既に1回はチンケなTurboで失敗して撤退しているという技術的蓄積が有る(?)過給をやってダウンサイジングする方が、排気量を縮減した分だけはシリンダーの摺動面積がガクッと減らせて熱効率Upに繋げられる、という効能が判っているだけに、投資効果も測る事が出来ると言う物。
そうなんです、ダウンサイジングの目的は、排気量を減らした分だけ摩擦損がガクッと大きく減らせて熱効率を改善・向上出来るからやるのです。

>全てがモーター駆動になるまでの過渡期の間に
>燃費の良いガソリンエンジンも出てきそうな気がしますが・・
いえいえ、蓄電池の状況が「こんな物」と判って来ている現状ですから、エンジン禁止は間違った道、Hybridをやりつつ、エンジンを進化させて行くべき、なのです。

以下、蘊蓄を足して行きますね。
日産の可変圧縮比エンジンの構造は、他社が追随する事は恐らく無いでしょう。何故なら、圧縮比低下と共に、大事な大事な膨張比も下がってしまう機構だから。
圧縮比を下げて行っても、燃費に直結する膨張比は高いままを維持したい。
過給した時、膨張比が高いなら排気温が下がるので、燃料冷却せずに高過給圧を使って行く事が出来ます。
過給が効いたら燃費激悪、と根付いてしまった定評を覆す事が出来る。
圧縮比だけ下げるには、オットーサイクルで煮詰め続けて来たエンジンの構造に、吸気弁閉じ時期を可変するだけで済む。力が掛かるクランク軸周りで新たな構造にトライする必要は無い。
更に付け加えると、吸気弁閉じ時期可変を進化させて行くと、実用走行域でディーゼルに負ける主因とされるスロットルバルブ、吸入負圧でのポンピング損、を無くす事が出来ます。
燃費でディーゼルと比肩する様に成る可能性が出て来る。。。
と言う事で、日産の構造は勿論、EXLinkも出番が無いのでス。d(^^;)

ノンスロットルをやりたい。
という事に各社がトライした。けど、負荷を減らして回転を下げて行くと燃焼温度が極端に遅く成って、アイドル回転迄下げて行けなかった。
これは、スロットルで絞られて運動エネルギーを付与される事で、圧縮上死点温度Upに繋がり、点火・着火・燃焼の安定化に寄与すると言う、最大の欠点が有る故に実現している事が判ってしまった。
これで各社は可変圧縮比に流れて行き、シリンダーヘッド、シリンダー、ピストン、コンロッド、クランク軸・・・と各所の可変機構にトライして失敗を続けて、尽く撤退して行った訳です。(僅かにコンチネンタルが戦車用ディーゼルで成功させたのみ)
単に圧縮比を可変するだけじゃ無くて、高膨張比を維持したまま圧縮比を連続可変したい。
そして、スロットルバルブも無くしたい。
その為に、
・理想の高膨張比14達成
・吸気弁閉じ時期連続可変機構で、可変圧縮比実現とスロットル弁廃止
・内部圧縮を持つ事で高効率な機械式過給機の装備
という三点を同時に、一緒にやる事が大事に成って来ます。
吸気量を絞って圧縮上死点温度が下がって来ても、過給で掻き混ぜちゃうなら昇温させられる。(吸気クーラーのバイパス弁を開けてしまえば良い)
これで、大気圧の2倍という高過給圧を常用し、排気量を半分に減らす。
と言うのが
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%BC%E5%9D%82%E5%BC%98

が成立させた特許：兼坂式ミラーシステムによるアトキンソンサイクル、じゃ長ったらしいから略してK-ミラーサイクル、なのです。

日産の可変技術は、吸気・圧縮と膨張・排気のストローク長を、1回転事に入れ替える事は出来ませんよね?
出来ないなら、一遍Turboが廃れた頃の技術レベルと同等。単に圧縮比を下げただけ。
これに対して、求められているのは高膨張比を維持したまま、圧縮比だけを下げて行く技術、と言う事に着目して下さい。
燃費に効くのは圧縮比では無く、膨張比なのです。分けて考えねばなりません。（）自由道さんへ

>なぜ これまでガソリン車には この 可変圧縮機構があるエンジン
>を採用しなかったの でしょうか？
先ず、挙げられた断面図を見ると、百年以上に渡って世界中の人間が寄って集って弄り倒して来たエンジン構造とは違います。よね?
エンジンブロックを新たに起こすと成ると、億単位で金が掛かる。
新たな物を起こす・事を始めるに当たって、その効能が確定していないのに、多額の投資をするという事は中々難しい。
今は、もうやる事が尽きて来て、他に手の打ち様が無くなって来た。から着手した、という面が在るから、と考えてみては如何かなと思います。

>今後出てくるガソリン車やバイク
>ホンダが2011年に市販化した『EXlink』
>似た可変圧縮エンジンが採用されそうでしょうか？
多分採用されないでしょう。
新たに起こすには金が掛かる。その上、コジェネ用は単気筒なのに対して、4輪用は最低でも3気筒、と又新たに起こさねばなりません。
加えて、この複雑に成る副Link式にしなくても、同じ効用が得られる手法・技術が特許として既に公報されているから、です。(後述)
もう一つ言っちゃうと、EXlinkの紹介HP
https://www.honda.co.jp/tech/power/exlink

にコソッと記述されている

>従来機構には無いリンク部品による摩擦損失を加えても、
>トータルでは従来型エンジンと
>ほぼ同等レベルのフリクションを実現。
に着目すべきでしょう。
世界中の各社が揃って、爪に火を灯す様な摩擦損削減の努力をやり続けているのに、新たな機構・技術を投入しても利得は無い。と言うか、「未だどの位悪いんだ?」と問い質したく成る様な状況。
これだったら、既に1回はチンケなTurboで失敗して撤退しているという技術的蓄積が有る(?)過給をやってダウンサイジングする方が、排気量を縮減した分だけはシリンダーの摺動面積がガクッと減らせて熱効率Upに繋げられる、という効能が判っているだけに、投資効果も測る事が出来ると言う物。
そうなんです、ダウンサイジングの目的は、排気量を減らした分だけ摩擦損がガクッと大きく減らせて熱効率を改善・向上出来るからやるのです。

>全てがモーター駆動になるまでの過渡期の間に
>燃費の良いガソリンエンジンも出てきそうな気がしますが・・
いえいえ、蓄電池の状況が「こんな物」と判って来ている現状ですから、エンジン禁止は間違った道、Hybridをやりつつ、エンジンを進化させて行くべき、なのです。

以下、蘊蓄を足して行きますね。
日産の可変圧縮比エンジンの構造は、他社が追随する事は恐らく無いでしょう。何故なら、圧縮比低下と共に、大事な大事な膨張比も下がってしまう機構だから。
圧縮比を下げて行っても、燃費に直結する膨張比は高いままを維持したい。
過給した時、膨張比が高いなら排気温が下がるので、燃料冷却せずに高過給圧を使って行く事が出来ます。
過給が効いたら燃費激悪、と根付いてしまった定評を覆す事が出来る。
圧縮比だけ下げるには、オットーサイクルで煮詰め続けて来たエンジンの構造に、吸気弁閉じ時期を可変するだけで済む。力が掛かるクランク軸周りで新たな構造にトライする必要は無い。
更に付け加えると、吸気弁閉じ時期可変を進化させて行くと、実用走行域でディーゼルに負ける主因とされるスロットルバルブ、吸入負圧でのポンピング損、を無くす事が出来ます。
燃費でディーゼルと比肩する様に成る可能性が出て来る。。。
と言う事で、日産の構造は勿論、EXLinkも出番が無いのでス。d(^^;)

ノンスロットルをやりたい。
という事に各社がトライした。けど、負荷を減らして回転を下げて行くと燃焼温度が極端に遅く成って、アイドル回転迄下げて行けなかった。

Answer 2

VC-TOURBOにしてもEXlinkにしてもエンジンが複雑で重くなるからほとんど採用してこなかったと思いますが、e-Powerの発電専用のエンジンは排気量が小さくて済むので、小排気量で高出力と低燃費の両立を狙って日産はVC-TOURBOを使用してみたのかもしれないですね。
私は個人的にはターボは燃費が今一つだと思っているので、メーカーが違うから無理ですが、ホンダのEXlinkを試してもらいたかったです。

Answer 3

日産のは
可変排気量です。

排気量が変わるので
排気量課税である自動車税の主旨に反するエンジンです。
脱法エンジンとして少なくとも
日本では国交省が認可しないことは
容易に想像できます。

ホンダのは、
こちらは正真正銘、
本物のアトキンソンサイクルです。

すでに発電用エンジンとして発売されており、
今後もEVのレンジエクステンダー用に現実的に搭載可能ですが
主要な先進国ではガソリンエンジンは販売禁止になるので
日産のも含め、
もはや不要な技術です。