ディーゼルロータリーの可能性も!! 復活したロータリーの未来が超期待モノ

　マツダが以前から開発中であること公表していたロータリーエンジンがついに発表された。この新開発の発電専用ロータリーエンジンとは一体どのようなものなのか？　さらにロータリーエンジンの今後の可能性や、マツダ経営への影響についても考察していく。

文／高根英幸、写真／MAZDA

■ロータリーエンジン搭載した「マツダMX-30 e-SKYACTIV R-EV」とは？

ロータリーエンジンを発電機とするプラグインハイブリッドモデル「MX-30 eスカイアクティブ R-EV」

　以前から開発中であることは公表されていた発電専用ロータリーエンジンが、マツダからついに発表された。それもシリーズハイブリッドに外部充電を組み合わせたPHEVだ。

　モーターと同軸であることから、エンジンをタイヤの駆動にも用いるパラレルハイブリッドが組み込まれるのでは、と予測していた向きもあったようだが、これまでの説明とロータリーエンジンの特性を考えるとそれはないだろうと筆者は思っていた。

　ロータリーエンジンは定速回転で運転させることで、燃料消費率を大きく改善できる。可変バルブタイミング機構などがない固定のポートで吸排気を行うだけに、回転数や負荷によって最適なポート位置や大きさが変わってしまうことに対応できないからだ。

　だが一定の回転数で運転させるなら、そうした問題は発生しない。さらに直噴化も燃料の噴射タイミングを制御できるので、燃費の改善には有効だろう。一般的なレシプロエンジンと異なり、燃焼室が移動していくロータリーエンジンでは1つのインジェクターが使える噴射タイミングは限られているから、インジェクターのマルチ化を施せば、より理想的な燃焼状態を作り出せるのではないだろうか。

　しかし発電専用とはいえ、発電量の変化による負荷の増減にはどう対応するのだろう。おそらくは若干の回転数調整と燃料噴射量、さらにEGRの流入量などで対応すると思われる。

　吸排気ポートのオーバーラップを調整することで、エンジン内部だけで排気ガスを再利用する内部EGRを利用しているという情報もあるが、前述の通り固定ポートなので負荷によって内部EGR量を変化させることはできないから、一度排気ポートから出た排気ガスを再び吸気ポートから取り込む外部EGRも利用しているのではないだろうか。

　それでも発電による燃費は13km／Lと言われており、期待したほど現時点で好燃費というほどではない。リチウムイオンバッテリーによる航続距離の85kmと合わせて、1Lでおよそ100kmの走行ができるようになっているのは、欧州の燃費規制に合わせてバッテリーの搭載量を調整したもの、と考えていいようだ。

　この時点でやっぱりロータリーエンジンには将来性がない、と思ってしまう向きもおられるだろう。「リッター13kmならレシプロエンジンの方がマシじゃないか」という意見だ。

　だがそれはいささか短絡的な発想と言えるのではないだろうか。直噴化こそ実現したとはいえ、まだまだロータリーエンジンには盛り込める技術要素がある。可能性を秘めたエンジンという点では、完熟の域に達しつつあるレシプロエンジンよりも魅力あるエンジンとも言えるのだ。

■ロータリーとSKYACTIV-Xの融合はあるか

2015年の東京モーターショーで発表されたロータリースポーツコンセプト「RX-VISON」

　SKYACTIV-Xの技術を応用してスーパーリーンバーンを実現できれば、燃費は大幅に向上するのではないか。かつて東京モーターショーで発表したRX-Visionに搭載していると言われたロータリーエンジン、SKYACTIV-Rは、詳細は明らかにされることはなかったが、直噴化は確実に狙っていただろう。

　もしロータリーエンジンでもSPCCI（火花点火制御圧縮着火）が実現できれば、燃費は大幅に向上するのではないだろうか。当然、マツダのロータリーエンジン担当エンジニアは、様々な燃焼技術にトライしているはずで、当然ながらSPCCIにも挑戦しているだろう。

　しかしMrエンジンことマツダのエンジン開発のトップであった人見光夫シニアフェローは、水素ロータリーの再開発に関しても「ロータリーエンジンは燃焼室が移動するので、熱を維持するのが難しい」と発言している。

　SPCCIでは燃焼を安定させるには、非常に繊細な制御が必要だ。ロータリーエンジンではレシプロに比べて制御因子が少ないだけにかなり難しいだろうが、断熱や冷却によりサーマルマネージメントを緻密に行うことができれば、ロータリーの燃焼状態を緻密に制御できるのではないだろうか。

■直噴化によって水素ロータリー再登場の可能性も見えてきた

RX-8をベースにした水素ロータリーエンジン車「RX-8 ハイドロジェンRE」

　マツダはBMWと並んで90年代に水素エンジンを開発し、リース販売まで漕ぎ着けた数少ないメーカーだ。それも燃料の柔軟性に富んだロータリーエンジンを用い、ガソリンと水素を切り替えて使えるバイフューエルも実現した実績もある。

　今回の発電専用ロータリーはアルミ合金性ハウジングを採用したことも大きなトピックだ。

　ロータリーエンジンは構造上、スチール製のスリーブを鋳込むことは難しく（やってできないことはないだろうが、従来のロータリーエンジンは充分に軽量でコスト面から見送ってきた面もありそうだ）、鋳鉄製のハウジングを用いてきた。

　しかし、モーター（シリーズHEVとなると駆動用と発電用の2つ必要になる）やバッテリーなどの重量物がかさむプラグイン・シリーズハイブリッドでは発電用エンジンも軽量化が求められる。

　そこでハウジングをアルミ合金化し、内壁をプラズマ溶射コーティングすることで表面硬度と耐摩耗性を高めているようだ。そして水素を燃焼させるだけでなく前述のバイフューエルにすれば、水素ステーションを渡り歩くようなドライブからも解放される。

　しかしそうなると、バッテリーと水素タンク、ガソリンタンクと、3種類ものエネルギー源を溜め込むことになる。

　ガソリンタンクの容量は20～30L程度で充分かもしれないが、水素タンクはスペースを食うし、バッテリーだってBEVほどたくさん積まなくてもいいとはいえ、ある程度の容量は必要だ。それに何より複雑化することで、生産コストは跳ね上がってしまうことになる。

　より小型のロータリーエンジンによる発電の可能性もありそうだが、高回転化は燃費を改善する方向には効果が薄い（車体の軽量化による燃費向上効果はあるが）ので、今回の802ccローターのまま、さらに燃焼の制御を緻密化していくことになるのではないだろうか。

　直噴化によって水素ロータリーもより現実性が高まるが、さらにディーゼル化の可能性さえも見えてくる。かつてヤンマーでは開発していたが当時の技術レベルでは困難と断念したと言われており、直噴に加え低圧縮を実現したSKYACTIV-Dの技術を応用すれば、ディーゼルロータリーも実現可能ではないかと想像力が膨らんでくるのだ。

　燃焼室が長いロータリーでは燃焼室の隅々まで燃やすとなると燃費が低下するのは避けられないが、噴いた燃料分だけを燃やせるディーゼルなら、火炎周辺の空気を熱エネルギー吸収による膨張させれば、熱損失を大きく改善して、燃費も向上できる。

　問題はガソリンエンジンとは異なる特性をどう擦り合わせていくかだが、水素ロータリーを完成させたマツダであれば直噴ディーゼルロータリーも作り上げられるのではないか。そうなればバイオ燃料などを用いたクリーンで効率の高い発電専用ロータリーエンジンが誕生することになる。

■マツダの技術は新たな収益の柱になり得るか

マツダの技術力で発電用ロータリーエンジンがどのように進化していくのか今後が楽しみ！

　リチウムイオンバッテリーの価格が高騰し、テスラ以外のBEVは値上げを余儀なくされている現在、ナトリウムイオンバッテリーが完全実用化されるまでは、BEVは簡単に増産することなどできなくなった。そのため今後はハイブリッド車やプラグインハイブリッドが大きなウエイトを占めることになるだろう。

　筆者は以前からシリーズハイブリッドの普及を予測してきたが、日産に続いてマツダも追従しているのだから、これからは発電専用エンジンが存在感を増していくことは間違いない。

　往年のマツダファン、ロータリーファンからすれば、ロータリーエンジンによってタイヤを駆動するクルマの再来を期待するところだろう。

　しかし、今回の発電専用ロータリーによって、ロータリーエンジン開発の灯火は続いていくことになりそうだが、バイオ燃料や合成燃料がよほど安く生産できるようにでもならない限り、それは極めて実現が難しそうだ。

　しかしながら発電専用エンジンとして考えると、マツダの技術力は今後大きな武器になる可能性がある。前述のSPCCIやクリーンディーゼル、さらには気筒休止技術などにより、レシプロエンジンの開発能力は相当なものがある。

　発電専用とすれば振動などの問題は解決しやすいから、ディーゼル3気筒やガソリン2気筒の発電専用エンジンの可能性も無いとは言い切れない。エンジン技術に関してはトヨタにも引けを取らないだけに、マツダの技術が他メーカーにも応用されるケースも出てきそうだ。

　例えばトヨタGR86／スバルBRZではスバル製のエンジンにトヨタの燃料噴射技術を組み合わせたように、トヨタのダイナミックフォースエンジンにマツダの燃焼技術を盛り込むなどトヨタグループ内でのコラボのほか、他メーカーへのエンジンのOEM供給なども有り得る。

　欧州でもEVへの一本化が無理筋であることが判明した今、躍起になってエンジン技術を開発している自動車メーカーも多い。

　エンジニアの努力により生み出された技術だけに、自社製品にこだわりたい意向もあるだろうが、今やエンジン技術がビジネスになる時代だ。今後は自社の車両生産だけでなく、エンジン供給を収益の柱にする可能性も無くはない。

Comments

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…していくことになるのではないだろうか。
…なども有り得る。

テキトウな妄想を並べただけの記事。

記者の描く理想の妄想しか書いてない気がする