ダインサイジングターボの熱効率

Question

実際のところダウンサイジングターボって本当に熱効率がいいのでしょうか？
実際には高圧縮のNAのほうがよさそうな気がするのですが。
実際にゴルフのTSIでも35-6％ですがマツダのSKY-Gやフィットのミラーサイクルは39％近いです。

そもそもガソリンターボってノッキングさせないために冷やさなければいけないので、せっかく圧縮したエネルギーを捨ててしまいます。ターボが排気に捨てているエネルギーを回収しているといいますが、NAで高膨張比にして初めから捨てなきゃいいだけの話です。
ダウンサイジングターボだと気筒数を減らせて冷却損失を下げられるとか、回転部品を小さくできて回転ますを減らせるメリットくらいではないかと思うのですが。
つまり気筒数を減らせるくらいでないとダウンサイジングターボの効果ってないと思うのですが。1.2lとかのTSIエンジンを躍起に作るのは、その排気量に収めれば欧州で税金とか保険が安いからというだけですよね。

ところが最近トヨタがダウンサイジングターボでHVを作るというからよくわからなくなっています。

asahi621 · Answer

過給機の重さとの兼ね合いもありますが
エンジンサイズが小さくなるので、重量が軽くできるメリットがあります

圧縮比は高いほうが効率はいいですが、
最近のダウンサイジングターボはそれも設計に入れていると思います

なるべく高圧縮比で過給する

rgm79quel · Answer

ダウンサイジングターボは高出力を狙う物ではないので
高圧縮でローブーストです。

３．０Ｌ／Ｖ６よりも
２．０Ｌ／直４＋ターボの方がメリットが大きいという流れです。

それと
高圧縮ＮＡエンジンもノッキングを防ぐ（冷却などの）手立てが必須ですから
ＮＡがいいとも言い切れません。
ＮＡの場合、インタークーラーも非現実的ですので
この点ターボ車にアドバンテージがあります。

gajin38 · Answer

熱効率は分かりませんが

排気量を小さくして小さいタービンで低回転でのトルク不足を補うことができれば
高回転まで回さなくても必要なパワーが得られて

小排気量でエンジン回転を低くすればガソリン消費量が少なくなるとゆうことでしょう。

小さいタービンで過給圧を高くしなければ冷やすために燃料を増量しなくてもよいのでは・・・

NAの高回転で出るパワーを低回転で出せるロープレッシャーターボのほうが
乗りやすく低燃費にできるとゆうことでしょう。

＞その排気量に収めれば欧州で税金とか保険が安いからというだけですよね。

それだけのことでVWはそんなことをしませんよ。

evian32 · Answer

単純に、1.6Lターボで2.5LNA並みのトルクを得ることが出来ます。
乱暴な言い方をすると、1.6Lの容積に2.5L並みの酸素を詰め込んで適切な燃料を噴射することで同様の出力が得られるということです。
ただ、これは直噴の技術が無いと実現出来ません。
混合気を2.5L分詰め込むのであれば、燃料も2.5L分必要になってしまうので意味が無いに等しいってことですね。（一昔前のターボがこれですね）

＞そもそもガソリンターボってノッキングさせないために冷やさなければいけないので、
＞せっかく圧縮したエネルギーを捨ててしまいます。
これも直噴にすることで気筒内を直接燃料で冷却できます。

＞NAで高膨張比にして初めから捨てなきゃいいだけの話です。
確かに、この考えをベースに開発されたのがスカイアクティブエンジンですが、可変バルブタイミング等でコントロールするにしても圧縮比を高めるには限界があります。
又、理論的にロングストローク化にも限界があります。
過給器を使うことによって、比較的容易に出力（効率）のコントロールが出来るという訳です。

レシプロの場合、理論上１気筒あたり500ccの容積がベストな効率だと言われています。
最新のBMWエンジンでは500ccをモジュラー化して1.5L３気筒直噴ターボを量産しています。
そのエンジンを搭載した車に試乗したことがありますが、1,500回転程度でMAXトルクを発生し、6,000回転程度まで、ほぼフラットなトルクカーブを維持し、レブリミットまでトルクの落ち込みを感じません。
又、アイドリングより少し上あたりから十分なトルクが出ているので2,000回転以下でシフトアップしても全くストレスを感じないエンジンでした。（まるで大排気量車のようなフィーリングです）

その同じ1.5LエンジンがBMWi8に搭載されて居ますが、出力が250馬力程度までチューニングされて量産されるようです。（後輪をエンジンで駆動し、前輪をモーターで駆動）

要は、同じエンジンブロックを使ってバリエーションの豊富なエンジンが作れるというのも、一つの利点だと言えないでしょうか。

gorisansei · Answer

エンジンの熱効率は、燃焼効率や摩擦等の抵抗にも左右されるので、単純にNAが良いとは思いません。
圧縮したエネルギーを捨てて、というのも間違いです。
必要だから冷却しているのです。

気筒数が減る=抵抗が減る
常用回転数が下がる=抵抗が減る
排気量が下がる=抵抗が減る
+節税

高膨張比のミラーサイクルと、ダウンサイジングターボと比べた場合、同排気量での出力はターボの方が完全に上回っていますし、日常的な使い方でもストレスが無いと思います。

cayenne2003 · Answer

最近ラジオでダウンサイジングターボの解説をしていたのですが、今の技術があるからこそメリットが高いと話してました。
排気量が小さくなればエンジンは小さく軽くできるし、ターボ化により余裕のあるパワーを確保できる、なにより燃費がいい。

私もターボ＝悪燃費のイメージでしたが直噴エンジンの開発によりNA並みの燃費が得られるとのこと。
ターボで加給すればノッキングするのでガソリンを多く噴射して混合気を冷やし収めていたのですが、直噴エンジンなら点火時期に合わせてガソリンを直接燃焼室に噴射するためにそもそもノッキングが起こらない、ガソリンを絞ってもエンジンに影響がなく燃費が良い。

NAエンジンは全く新しい技術開発がなければ性能的に頭打ちの状態かと思います。
これからはディーゼルエンジン、ダウンサイジングの開発を海外メーカーは進めるでしょう。
HVはトヨタが十八番を取ってますから他社は莫大な開発費を掛けてまで二番煎じしないと思います。
トヨタはトヨタでダウンサイジング＋HVで更に他社を圧倒させようと躍起になるでしょうね。

nijjin · Answer

高膨張比オンリーのエンジンは発電機などには向いているけど車には向かないそうです。
加速時などパワーが必要なときには出力を稼ぐモードに切り替えないと車としては難アリな走りになるみたいですね。

昔のターボは極端なパワーを与えるためにとにかく燃料を食わせて走るという使い方でしたが
今のターボはダウンサイジングなどで小さくなったエンジンをサポートし燃費と走りを向上させるために使われています。
自転車で言えば昔のターボはモーターで走る電動自転車で今のターボは坂道などで走りを補助してくれる電動アシストのような感じでしょうかね・・・

気筒数ならFIATに875CCの2気筒ターボがありますよ。
スペック上ではターボなしの1240CCの4気筒（NA）よりパワーが上です。

高膨張比の部分が大きくなるほど車には不向きでも発電には向いているということはHVのための充電に向いていると考えることも出来るのでは？
電気自動車で発電（充電）のためにエンジンを搭載する車もあります。
災害時に発電機として使えるかもしれませんしロータリーエンジンを発電機とした電気自動車なども開発されているようです。
他社の動きを見ればダウンサイジングターボでHVを開発するのも時代の先や環境を考えての開発としてはあるでしょう。
また、車の環境規制が厳しくなってきていますからそれに対応できる技術・車も必要になります。
アメリカでは大手自動車メーカーに対して、一定数量のゼロエミッションカー（ZEV/二酸化炭素を出さない車）の販売を義務付けているようです。
これにはHVも含まれていて2018年以降は中堅メーカーにも適用されるという話ですから日本のメーカーも蚊帳の外ではありません。
開発する理由はそういったこともあるかもしれません。

nekoppe · Answer

＞熱効率がいいのでしょうか
メーカ発表がないので解らないです。ただ、日本でのテスト走行における燃費比較（約１０テストの全て）ではフィアット５００もポロ１２００も同クラス日本車より燃費で劣ります。小排気量化・直噴（フィアットはＮＡ）・ハイオク・インタクーラ・ＤＣＴ（フィアットはＡＭＴ）等があってもですから、推測では低効率だと思います。

ＶＷやフィアット（他社も）には大衆車をハイブリッド化する技術（技術はあるが低価格量産技術がない）がなく、２０世紀の技術寄せ集めターボで電気自動車が低価格化するまで繋ぐ方針（だと推測）です。ターボ技術を蓄えても電気自動車には役立たないが、ハイブリッド技術はは延長上に電気自動車があるとはＶＷやフィアットも解っていると思います。

それと、少排気量化で軽量エンジンにはなりません。某社のエンジンで１３００ｃｃと１５００ｃｃで僅か１～２ｋｇしか差がなく、１５００ｃｃを１２００ｃｃにしても僅かな重量差です。逆に過給１２００は１５００と同じ出力に耐える為、ピストン・コンロッド・クランク・シリンダヘッド・クランクケース等に対策しなければならずＮＡの１２００より重くなり、更に過給器・インタークーラ・吸排気系統の重量増で総合的には重量増です。摩擦損失も同じ４気筒なら少排気量化による摩擦面積減は僅かで、摩擦減が燃費に寄与するのは更に僅かです。ハイブリッド化なしで燃費を良くするには少気筒化（４気筒→３気筒）と低回転化（１５００で同じ出力を１２００より低回転で出す）しかない（マツダやトヨタの方法）と思います。

nijjin · Answer

海外の車と比べると日本の車はある程度速度が出るか一定の速度で走ってるときはいいけれど加速が遅くスピードアップしたいときの加速感がもっさりとした感じだそうです。
（Fifth Gearという海外の番組の試乗レポート/ちなみにFIATのような車は酷評でハイパワーな車が高評価な番組でした）
実際の燃費とカタログの燃費の差が日本より少ないとも言われています。
日本の車は燃費至上主義で走る楽しさが少ないらしいです。
日本車ほとではなくてもそこそこいい燃費で走りも楽しめるということですね。
このままだと日本のエンジンは韓国にも負けそうという話も一部では出ているようです。
こういったことに対抗するつもりとか危機感もあるのでは？

燃費至上主義の日本、エンジン技術で世界に出遅れ!?
http://nikkan-spa.jp/651754

chiha2525 · Answer

熱効率といっても熱ではなく膨張圧力が主なのかな。
ターボの廃熱云々いってますが、それに更に圧縮を掛けてるエネルギーすべて排ガスから回収したものですから、ただ捨てているだけのＮＡと比べても悪くはならないでしょう。

まぁ実際、税金対策という面もあります。失敗した（と私は思う）のが気筒休止エンジン、３Ｌの税金を払って実質２Ｌとか１.５Ｌとか（よく知らないけど）しか動いてないのエンジンな訳です。
ミラーサイクルも似たようなもので、２Ｌとか言っても実質１.４Ｌとか（よく知らないけど）の容量を圧縮して爆発させて、爆発後は２Ｌまで広がりますから効率は良いのですが、１.４Ｌのエンジンに２Ｌの税金を払うようなものです。
なのでここで加給。実質１.４Ｌのエンジンが２Ｌ超えの出力に大変身。２Ｌの税金が無駄に感じなく、熱効率もよく、めでたしめでたし。

トヨタのＨＶ自体、ごちゃごちゃギミックを付けて、でも軽自動車とどっこいの燃費な訳で、つまりこれをやればむちゃくちゃ燃費が良くなるってモノでも無いわけです。でもそのような、アレコレやってる感が売りでもあるのでしょう。

ダインサイジングターボの熱効率

過給機の重さとの兼ね合いもありますが

ダウンサイジングターボは高出力を狙う物ではないので

熱効率は分かりませんが

単純に、1.6Lターボで2.5LNA並みのトルクを得ることが出来ます。

エンジンの熱効率は、燃焼効率や摩擦等の抵抗にも左右されるので、単純にNAが良いとは思いません。

最近ラジオでダウンサイジングターボの解説をしていたのですが、今の技術があるからこそメリットが高いと話してました。

高膨張比オンリーのエンジンは発電機などには向いているけど車には向かないそうです。

＞熱効率がいいのでしょうか

海外の車と比べると日本の車はある程度速度が出るか一定の速度で走ってるときはいいけれど加速が遅くスピードアップしたいときの加速感がもっさりとした感じだそうです。

熱効率といっても熱ではなく膨張圧力が主なのかな。

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