2016年10月16日 更新

日産が開発した世界初の量産型可変圧縮比エンジン「VC-T」って何だ?

日産が発表した新型の可変圧縮比機構を採用したガソリンエンジン「VC-T」について、そのメカニズムや特性を解説します。

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パリモーターショー2016で発表

日産自動車は8月15日に、世界で初めて量産型の可変圧縮比エンジン「VC-T」を開発したと発表しました。この新型4気筒2リッターターボエンジンは、日産の高級車ブランド「インフィニティ」のモデルに搭載されます。「VC-T」は圧縮比を14対1から8対1まで連続的に変えることが可能で、同等の従来エンジンよりもコンパクトかつ高効率で、振動も抑えられるということです。
日産自動車、世界初の量産型可変圧縮比エンジン「VC-T」を開発 - 日産自動車ニュースルーム (55927)

可変圧縮比エンジンとは

エンジンは圧縮比を高くすると、同じガソリンの量でより大きなトルクが得られます。つまりエンジンの効率が高まり、燃費がよくなります。一方でエンジンを高回転までスムーズに回すためには、圧縮比を下げてピストンのストロークを短くする方が有利です。そこでエンジンの使用状態に応じて圧縮比を制御することによって、効率とパフォーマンスの両方を追求しようというのが可変圧縮比エンジンです。
「VC-T」の最高圧縮比14対1というのはマツダがSKYACTIVE技術で実現させた圧縮比であり、現在のところ自然吸気エンジンでは究極の圧縮比といわれています。一方最低圧縮比8対1は、ハイパワー重視の過給器付きエンジンの圧縮比であり、過給器の設定によってかなりの高出力が期待できます。つまり「VC-T」は、圧縮比とターボの過給圧を制御することによって、燃費性能と出力性能を両立したエンジンといえます。
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可変圧縮比のメカニズム

普通のエンジンでは、ピストンの上下運動は、コンロッドと呼ばれる連結棒でクランクシャフトに伝達されて回転運動に変わります。コンロッドはクランクシャフトの中心から偏心して取り付けられていて、これによってピストンのストロークが決まり、圧縮比が決まります。
日産の「VC-T」ではコンロッドとクランクシャフトの間にマルチリンクと呼ばれる連結器をはさんであります。このマルチリンクの角度をハーモニックドライブと呼ばれるメカニズムで可変する機構が組み込まれていて、これによってコンロッドとクランクシャフトの関係を可変してピストンの上死点の位置を自由に可変できるようになっています。このエンジンは、およそ274ps、39.8kg-mのパワーを持ちながら同等の従来エンジンに対して27%も環境性能が向上するとされています。
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VC-Tエンジンの課題

高圧縮比と低圧縮比のいいとこ取りをした「VC-T」ですが、課題もあります。なんといってもクランクシャフト周りの機構が複雑になりますから、クランクケース部分は全くの新規設計になります。機構も複雑ですから製造コストも膨らむでしょう。直列4気筒2リッターエンジンですからできればインフィニティブランドだけでなく日産ブランドにも使いたいところですが、一般の直列4気筒エンジンよりもコストアップは避けられないでしょう。
「VC-T」が直列4気筒を選択したのは比較的メカニズムが単純だからだろうと推測しますが、これをさらに高級なV型6気筒エンジンに適用しようとするとさらに複雑なメカニズムになります。またより小排気量のエンジンに適用するとしても圧縮比可変機構まわりのパーツはほとんど変わらないと推測され、コストもサイズも今回のエンジンとそれほど変わらないのではないかと思われます。
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VC-Tエンジンの車種展開

新エンジン「VC-T」は、海外向けのSUVブランド Infinity QX50の新モデルに搭載される予定になっています。日産によると、このエンジンはインフィニティブランドのSUVやスカイライン、エルグランドなどに搭載されてきた3.5リッターV6のVQエンジンの後継と位置づけられています。従ってこれまでVQエンジンを搭載してきたInfinity QX60などに展開されるものと思われます。ただし、既に生産が開始されている Infinity Q60(日本名スカイラインクーペ)の新モデルではVQエンジンに変わって3リッターV6ツインターボの「VR30」というエンジンを搭載しています。このことから、今後は、低燃費と高出力を両立させた「VC-T」とスポーティな「VR30」を車種によって使い分けるものと推測されます。
スカイラインクロスオーバー 370GT タイプP(日産)2014年7月モデルのスペック・カタログ[10091969] | goo自動車&バイク (55245)

技術の日産の力を遺憾なく発揮して完成した可変圧縮比エンジン「VC-T」は、ガソリンエンジンの効率をさらに高めることに成功しました。この新開発の機構は、ヨーロッパから始まったダウンサイジングエンジンの流れにも影響を及ぼすことでしょう。今後さらに多くの車種に搭載されてコストが下がることが期待されます。

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