次世代過給エンジンとして

過給エンジンといえばダウンサイジングターボという言葉が最近の流行。
概ね、ＮＡエンジンの２／３のキャパシティのエンジンに過給器を搭載して目的の出力を得るような仕様が多いようだ。
1000cc〜1200ccクラスのエンジンにターボを加えたモノは出力で120PS前後、2000ccクラスのエンジン＋ターボでは250PS前後というもの。

そもそもダウンサイジングターボが従来のターボとどう違うか？は理解し辛いが、基本は小排気量エンジン＋高過給で大きな出力を得る構造。大きな出力が不要の場合は小さなエンジンでロスを最小限に留めるという考え方なんだろうけど、昔のターボだって基本は同じ。制限されたベースエンジンに大きな出力を得るための手段だった訳である。

それは兎も角、過給エンジンに乗って思うのは、最大の魅力はパーシャルスロットル領域でも吸気側が負圧になる事は少ないということ。これは最大の損失と言われているポンピングロスを消すのに非常に効果的なのである。

このロスが消せるのであれば、考えようによっては小排気量＋ターボ過給に拘る必要も無いように思える。

小さくない排気量＋ロープレッシャーターボでもＯＫだろう。そこそこ圧縮比＋普通サイズのエンジンによる出力調整の方が自然でありレスポンスが優れるのは、補機に頼らないメリットである。通常サイズのエンジンに、パーシャルスロットル領域における吸気側負圧を正圧化するためだけの過給で十分な気もする。過給圧自体を高めない構造の方が、構成部品への負担も小さく耐久性も高まるのは間違いない。

現行のダウンサイジングターボが小排気量エンジン＋高過給ターボの成立要件ならば、個人的には、通常サイズエンジン＋低過給ターボでパーシャルスロットル領域におけるポンピングロス軽減を主目的とした構成の方が扱いやすく優れるような印象である。

国産車においては、標準状態で通常サイズエンジン＋低過給ターボというのは、ターボの創成期のモデルくらいしか該当しないように思う。初期のＬ型ターボ、ＦＲミニカのバルカンターボ等のターボによる過給による出力アップが１割にも満たないレベルのモデルくらいかもしれない。80年代以降は高過給の大きな出力のモデルが殆どで、搭載モデルの多くがスポーツモデルであり、その低燃費効果を体感出来た人は少ないかもしれない。

ターボの創成期、メーカーとしては低燃費のための装備を謳っていたけど、ユーザーはポルシェターボ等の印象からか、過給が掛かれば猛烈に速いという印象でスポーツモデルでのハイパワー化の手段の装備という認識。当時、低燃費を謳っていた筈だけど、実際の評価は燃費が悪いというもの。それは、使い手が兎に角スロットルを開けてフルブースト状態で乗っていたのが原因だろう。当時にしても、パーシャル域を中心に使っていたら、もしかしたらメーカーアナウンス通りに燃費改善を実感出来ていたかも知れない。まぁ、当時のターボはエンジン本体側の圧縮比を大きく落としていたので、実際にそういう運転ができたかどうかは怪しいが、、、、

現代のメカニズムでロープレッシャーターボというのは、市販ＮＡモデルにロープレッシャーの後付け過給器くらいでしか体感出来ないかもしれないが、我が家のプロボックスはＮＡ1500ccに最大でも＋0.45ＫのＳ／Ｃである。そして常用域では＋0.1Ｋ以下での運用だけど、元がＮＡエンジンでありエンジン自体の圧縮比も十分なためか、正圧が大きく掛かっていない状態でも十分トルクフルである。通常のＮＡエンジンとの最大の違いはスロットル操作中は全域で吸気圧が正圧となっていること。この時の排気音は排圧の掛かった音で、トルクもノーマルＮＡ状態に比較して明確に太い状況である。そのトルクによって高いギアポジションでの走行が可能であり、ノーマル状態に較べて８年間の平均で燃費は＋20％レベルを維持している。

つまり、通常のエンジンでパーシャルスロットル領域のポンピングロス解消目的のロープレッシャーターボも、成立するのでは？という持論に到るのである。

公道での実用状況では、アクセル全開というのは有り得ない。基本はパーシャルスロットルである。その状況においてドライバビリティと燃費を両立させるのは、ガソリンエンジンの基本だけどポンピングロスを解消する事に尽きるように思う。

スロットルバルブを排したバルブ制御を行うガソリンエンジンや、ディーゼルエンジンの燃費性能が優れるのは、実はポンピングロスによる損失が抑えられているからであり、それを最も簡単に実現出来るのは、エンジンのロープレッシャーターボ化のような気もする。

過給は排気を利用したターボに限らず、機械式Ｓ／Ｃ、電動Ｓ／Ｃのどんな方法でも実現可能だろう。

近い将来登場するであろうマツダのスカイアクティブＸにも、高応答エア供給器と称するルーツ式スーパーチャージャーが搭載されているけど、この役割もパーシャルスロットル領域において吸気を正圧に保つための圧力調整装置の役割の可能性が高いように思う。
過給のためのユニットなら、名称も過給器を名乗る筈だけど、エア供給機というのは過給が目的でない事を示唆していると考えられる。

過給機に担わせる役割を現代のダウンサイジングターボやディーゼルターボのように高過給前提ではなく、エンジン自体の圧縮比を保った状態で、パーシャルスロットル域における吸気負圧を正圧化するためだけの過給機でも排気量あたりの出力を求めないのであれば、十分成立するように思える。

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