水平対向エンジンは構造上、他社のエンジンより燃費が悪くなるのですか？

Question

レヴォーグのフルモデルチェンジ、フォレスターにターボ車の設定などが有ったと思います。

スバルも燃費対策をしていると思いますが水平対向エンジンは燃費的に厳しい構造なのでしょうか？

ハイブリッドと組み合わせると燃費も良くなるのでしょうか？

Answer 1

エンジンというものは燃焼で発生した熱を失う割合が多いほど、燃費は悪化します。
そして水平対向はその構造及び形状の面で不利なエンジンです。

既にいくつも回答が出ていますが、一つはロングストロークにしにくい、ということがあります。
それは燃焼室の表面積を小さくしにくい、ということ。つまりは熱損失が大きいのです。
そしてビッグボアということは理想的な燃焼状態から外れることも意味します。
話がそれますが、ロータリーエンジンの燃費が悪いのも、この燃費室表面積と燃費室形状の問題を抱えているからです。

もう一つはエンジン全体の形状が不利なのです。
エンジンからは熱が自然放散されますが、それはエンジンの表面積が大きいほど熱損失も大きい、ということです。
直列エンジンとの比較では、横に長い形状である分水平対向のほうが、表面積が大きくなります。
すなわち自然放散による熱損失が大きいのです。

その他にも、

整備性確保のためバルブ回りをできるだけコンパクトに設計する必要がある

吸排気のマニホールドがスペース面での制約を受けやすい

など、燃費にはマイナス方向の設計上の制約を抱えている、ということもあります。

結論としては、水平対向は燃費には不利なエンジン。直列エンジンと肩を並べる燃費実現のためには、直列以上の燃費対策が必要、ということになります。

質問者からのお礼コメント

回答を投稿してくださりありがとうございました。

Answer 2

水平対向自体は燃費が悪くなる要素はありませんが、スバルの水平対向はビッグボアのため、どうしても燃費が悪くなります。

かくいう私のインプレッサも、街乗りならば5km／Lです・・・。

Answer 3

カムシャフトとその駆動系の数が、直列4気筒に比べて倍になるので、抵抗が多くなるのは事実です。

Answer 4

どうしても部品点数は多くなるし熱損失も不利かな。レヴォーグ1.6乗っているけど、カラログ燃費との乖離が他社より大きいと思います。特に10km以下のチョイ乗りは辛いです。

Answer 5

過去のEJ20のノンターボは最悪だった。のろまだし燃費も最悪。FBやFAになってだいぶマシになったかな。

Answer 6

どうしても構造上ビックボア、ショートストロークになるので燃費は悪くなる

Answer 7

本来、水平対向エンジンは構造上燃費には向いていないエンジンです。

理由は簡単に言えば、ピストンシリンダーを横に配置するため、どうしてもショートストロークエンジンにならざるを得ないんです。エンジンルーム内に配置するのに、どうしても横幅を抑える必要があります。ピストンのストロークが短かければ、連続したピストン運動はしやすいため高回転高出力になります。現在唯一の水平対向エンジンを採用しているポルシェもスバルもハイパワー車を製造する事を主眼にしてきました。

しかし、何度も気筒内爆発を起こさせるため、燃費は悪化します。また、アクセルを踏み込まないとトルクが出ないため、実用域では使い勝手が悪いとされてきました。これらのエンジンの代表が、wrx STI で採用されてきたEJエンジンです。JC08基準でもリッター10を超えることはありませんでした。

その後、燃費改善を目指して、ロングストロークエンジンの開発に努め、FBと FAエンジンを開発しました。ここ10年間のスバルの主力エンジンです。形状を工夫し、ロングストローク化を実現しました。燃費はだいぶ改善しましたが、それでも他社には負けていました。特にハイブリッド車にする場合、インバーターやモーターバッテリーなどを配置するため、重量増と、レイアウトの工夫がどうしても必要となり、スバルのハイブリッド技術では思ったほどの効果を上げられませんでした。依然として水平対向エンジンの形状が足枷になっていたのです。

そして、CAFE規制や電動車への移行が叫ばれる中で、新型レヴォーグでは新開発のCBエンジンを搭載してきました。これはロングストロークだけでなく、コンパクト化を実現しており、将来のハイブリッド化を可能にすると言われています。そのハイブリッド技術はスバル独自でなく、トヨタのハイブリッドを移植する計画であるようです。そのため、排気量を中途半端な1800ccにしています。

今後、このCBエンジンを改良していく事で、水平対向エンジンというスバルのアイデンティティと、燃費という課題改善を図る事で生き残りにかけているのです。実際、他社にはない水平対向ハイブリッドエンジンが完成されれば、今までのハイパワーエンジンだけではない新しいスバルの魅力が生まれてくると思われます。

Answer 8

車幅に制限されるので、エンジンの幅が限定されるので、
狭い燃焼室で燃焼時間をかけるロングストロークに出来ず、希薄燃焼する為にスワール効果を生み出す狭角バブル配置も出来ない。
排気温を下げずに効果的に触媒を働かせる一体エキマニも採用出来ないので、
低燃費エンジンには全く不向きなので、次世代は生き残れないでしょう。

Answer 9

特に関係ありません。
昔のスバルは普通車でも高回転型だったのが原因で燃費が悪かったのですが、それを水平対抗だからと誤解されてきたものです。
現在ほとんのどスバル車は低回転型になっていますので、燃費は良くなっています。

Answer 10

燃費をよくするためには、燃焼室を小さくする必要があります。
そのためにはロングストローク化する必要があります。
ボクサーエンジンの場合、ロングストロークとすると、エンジン幅が広がりすぎるため、車幅も広げる必要があり、そのために今まで車幅を広げていたスバルですが、もう限界なんですよ。

Answer 11

理論上水平対向が燃費が悪いと言うことはありません。トヨタなどものすごく燃費の良いエンジンを生産していました。
スバルがショートストロークで性能重視のエンジンづくりをしている結果です。４WDのスバルレイアウトを実現させるために、吸排気も決して理想的な形ではないと思います。かつては排気も同相の結合などしていませんでした。