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「ENGINE ReBORN」トヨタが電動化時代の新型エンジン2機種を初公開。【マルチパスウェイワークショップ　TOYOTA編】

2024/05/31 15:57
月刊自家用車編集部

マルチパスウェイワークショップで初公開された新開発の2.0L直列4気筒エンジン（左）と1.5L直列4気筒エンジン。

株式会社SUBARU、トヨタ自動車株式会社、マツダ株式会社が合同で5月28日に開催した「マルチパスウェイワークショップ」。登壇したトヨタ自動車株式会社の佐藤社長は、「内燃機関の未来を一緒につくりましょう」という宣言だと語った。この場で公開されたトヨタの新エンジン1.5Lと2.0Lの2機種。その役割について探ってみよう。

●文:工藤貴宏 ●写真:トヨタ自動車株式会社／原文昭／月刊自家用車編集部

1 えええっ、３気筒から４気筒へ戻るの？　いや、きちんと理由があるんです！

えええっ、３気筒から４気筒へ戻るの？　いや、きちんと理由があるんです！

トヨタ自動車株式会社取締役・副社長中嶋裕樹CTOは、高効率で小型、出力の高い、今回発表した新エンジンをモーターと組み合わせることで、バッテリーEVに対して手頃な価格で提供できると語った。

先日開催されたトヨタ、スバル、そしてマツダによる「スマートパスウェイ・ワークショップ」というメディア向けの説明会でトヨタは２つの次世代エンジンを公開ました。排気量はひとつが1.5L、もうひとつが2.0Lです。

いま、車業界はカーボンフリー社会の実現に向けてクルマが排出するCO2の削減に一生懸命取り組んでいる真っ最中。少し前まで「その解決策はEVしかない」という人が多かったのですが、それに対して「EVに加えて水素やハイブリッドなど方法はいくつもある。地域の状況やユーザーの使い方に合わせていろんな方法が考えられる」というスタンスをとっていたのがトヨタです。

販売地域によっては、今後もハイブリッド（HEV）やプラグインハイブリッド（PHEV）が重要という。また、新エンジンがカーボンニュートラル燃料にも対応していくという。

それが「マルチパスウェイ」。ここへきて、トヨタの考え方が正しかったことを認める人が増えているのはクルマ好きならきっとご存じのことでしょう。

トヨタも将来的には「電気と水素」としつつも、「エンジンの役割はまだまだ重要」として次世代エンジンの開発を宣言し、今回その試作品を公開したというわけです。

今回公開されたふたつはいずれも小型のエンジンで「一段と厳しくなる次の段階の排出ガス規制にも対応する（現在のエンジンに比べて出力ダウンが少ない）」とトヨタは説明。

新開発の1.5L直列4気筒エンジン。自然吸気（NA）とターボ（過給器付き）が用意される予定。マルチパスウェイワークショップの会場では、現行型プリウスへの搭載例を展示。例えば、低いフードを採用し空力抵抗を低減し、エンジン自体の効率化と合わせて、セダンボディで比較した場合、燃費が約12％向上するという。

まず驚いたのは、1.5Lエンジンの気筒数です。昨今の1.5Lエンジンは小排気量化の流れを受けて3気筒が主流となっているのはご存じの通り。ロスが少ないから燃費を稼げ、トヨタも「ヤリス」などに搭載するエンジンは3気筒としています。ところが、次世代エンジンはなんと4気筒。トレンドを越えて逆戻りしているのですから。しかし、気筒数を１つ増やすことでエンジンの高さを抑えることでき、エンジンの小型化にもつながっているんです。

新型1.5L直列4気筒エンジンは、既存の1.5Lエンジンと比較し、体積と全高が共に10％低減。

新型1.5Lエンジンが欧州の次期排出ガス規制「ユーロ7」に対応させた場合の出力と熱効率のグラフ。既存の1.5Lの丸破線は、現行の排出ガス規制で、白丸は次期排出ガス規制に対応した場合。緑丸の新型1.5Lエンジンは厳しい規制に対応しながら出力も熱効率も向上する。

ターボ（過給器付き）も用意される新1.5L。北米向けの3列シートSUV、3500ポンドの牽引も可能な2.5L自然吸気エンジンとの置き換えを想定している。

既存の2.5L自然吸気エンジンを次期排出ガス規制に適合させると、30％ほどの出力低下が見込まれるが、新1.5Lターボは、次期排出ガス規制に適合しても、熱効率を高めながら出力はほぼ同じだという。

新しい1.5Lエンジンは自然吸気とターボがあり、前者は既存の1.5Lエンジンに比べて全高で10％、体積でも10％低減しているとのこと。現在の2.5L自然吸気からの置き換えを想定する後者は、既存の2.5L自然吸気と比べると全高で15％、体積では20％も低減。これまで一般的に“非効率”とされていたショートストローク化されているのも注目すべきところでしょう。

赤いヘッドカバーが目を引く、新開発2.0L直列4気筒ターボエンジン。出力を大幅に向上させ、ラダーフレーム採用の重量車にも対応。さらに少しの改良で、本格スポーツカーまで幅広く対応するという。

新しい2.0Lエンジンは、現在の2.4Lターボ……つまり現在「クラウンクロスオーバーRS」や「ヴェルファイア」に搭載されているV6自然吸気エンジンから置き換えたエンジンからバトンを受け継ぐもの。排気量わずか2.0Lで大丈夫なの？と思ったりもしますが、燃費はもちろん、出力も2.4Lターボを超えるそうです。

現行の2.4Lターボエンジンと比べ、体積を10％、全高を10％低減させる新2.0Lターボエンジン。

現在、北米市場を中心に搭載車が販売されいる2.4Lターボエンジンを次期排出ガス規制に適合させると30％ほど出力低下してしまうが、新2.0Lターボエンジンは、次期排ガス規制下でも熱効率を高め、出力も向上するという。

公開されたエンジンはヘッドカバーが赤い結晶塗装でしたが、説明したトヨタ自動車の技術責任者である中嶋裕樹さんは「そこから察してください」と意味深なコメント。一般的には、ヘッドを赤い結晶塗装としたエンジンはスポーツエンジンを意味するのですが……。

今後の電動車は、バッテリー容量を増やし、モーター出力も向上させるとエンジンの仕事が少なくなり、エンジン構造そのものの簡素化が可能になる。また、排出ガスを浄化する触媒へのコストも下がる。また、モーター出力の向上を見込んで、エンジンの最高回転数を下げることが可能になり、今回発表の新エンジンのショートストローク化とエンジン全高の低減も可能になったという。

とうぜんながら、これらのユニットはエンジン単体として使うだけでなくハイブリッドにも組み合わせるものです。実はハイブリッドにおけるエンジンの使い方も変化してきていて、かつては「エンジンがメインでモーターがサブ」だったものが、「出力の大きなモーターがメインでエンジンがサブ」へと移行しつつある。

ハイブリッド用のエンジンを「あくまでモーターのサポート」と考えれば、高回転は必要ないし、ピークのトルクも必要ない。それよりも低い回転数での効率をよくすることが大切だ。「そこでショートストロークが効く」と中嶋さんは説明します。

そしてエンジン全高を抑えたメリットに関しては「ボンネット高を下げてカッコいいクルマが作れる」という。それはとても大切なこと。しかしそれだけでなく、EVとして開発したパッケージングの車体にエンジンを積んで、ハイブリッドもしくはプラグインハイブリッド化することも視野に入っているのでしょう。

ちなみにマルチパスウェイ戦略としても重要な水素に関しては、燃料電池車「MIRAI」を市販しているほか、水素エンジン車もレースで走らせているほか、実際にプロトタイプとして公道を走っている車両もあります。そして今回明らかになったのは「水素エンジン＋モーターのハイブリッド」も視野に入っているということでした。