日産とトヨタのアプローチが正反対! 「電動車向けエンジン」はロングストロークorショートストローク、結局どちらが優位なのか?

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世界の自動車メーカーは急速なEVシフトに直面し、内燃機関の必要性を再評価している。日産はロングストロークエンジンの開発を進め、熱効率50%を目指している。一方、トヨタはショートストロークを採用し、エンジン全高を10%低減した。両社は異なるアプローチを取りながら、電動車向けの効率的なエンジン開発に取り組んでいる。エンジンの進化は電動車時代においても続いている。

内燃機関の必要性再考

カスタムカーの展示会「東京オートサロン」に出店した日産自動車のロゴマーク。千葉市美浜区の幕張メッセ。2022年1月14日撮影(画像:時事)
カスタムカーの展示会「東京オートサロン」に出店した日産自動車のロゴマーク。千葉市美浜区の幕張メッセ。2022年1月14日撮影(画像:時事)

 世界の自動車メーカーはこの数年、電動化の波にさらされている。環境対策を優先した電気自動車(EV)、ハイブリッド車(HV)、プラグインハイブリッド車(PHV)のシェアが急速に伸びている。特にEVは、中国や欧州を中心に政府主導で普及が進んでおり、EVシフトにともなってガソリンエンジン車など内燃機関を搭載した車の廃止も進んでいる。

 しかし、急速なEVの普及は需要を急激に消費しており、市場では激烈な値引き合戦が繰り広げられ、メーカーの倒産を引き起こしている。そのため、各国政府は急速なEVシフトを見直し、HVに戻る動きが見られる。

「内燃機関は当分の間、車に必要だ」

という見方が広がっている。

 このような状況のなか、自動車メーカーは次世代の電動車向けエンジンの開発を迫られている。国内でもトヨタ自動車や日産自動車が新型エンジンを相次いで発表している。電動車向けのエンジンは、HVやPHVでモーターによる走行をメインとし、エンジンが補助するシステムが基本だ。エンジンは主にモーターのアシストや発電に使用される。

ボアストローク比の重要性

ボアとストローク(画像:JAF)
ボアとストローク(画像:JAF)

 これまでのHVではエンジン走行をメインとする走行性能が求められていたが、電動車が前提となる車種では効率化や小型化など、必要なスペックが変わってくる。エンジンの基本設計には排気量があり、排気量はシリンダー内の内径(ボア)とそのなかを動くピストンの移動距離(ストローク)で決まる。

 このストロークをボアの数値で割った比を「ボアストローク比」と呼ぶ。例えば、ボアが90mmでストロークが90mmであれば、ボアストローク比は1.0になる。ボアストローク比が

・1.0より大きいもの:ロングストローク
・1.0より小さなもの:ショートストローク

と呼ばれ、それぞれエンジンのトルクや高回転特性に大きな影響を与える。

 電動車向けの新型エンジンについて、日産はロングストロークを採用し、トヨタはショートストロークという真逆のアプローチをとっている。それぞれの設計思想が見える部分だ。

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