ダウンサイジングターボ時代遅れは誤りだった

ダウンサイジングターボは時代遅れと唱える自動車評論家がいます。ですが、単なるマツダ提灯記事のようです。世界的にダウンサイジングターボ化が内燃エンジンの主流であり、日本車のダウンサイジングターボ車が激増しています。あらためて、国内外のダウンサイジングターボの車種や燃費を解説します。

ダウンサイジングターボの概要

時代遅れどころか、EVまでの移行期間として内燃エンジンの主役がダウンサイジングターボです。

ターボ車の歴史として

1962年:アメリカ、GMオールズモビルのカトラス・ジェットファイアーにオプション設定。
1973年:ドイツ、BMW2002ターボ
1979年:日本、日産セドリックターボ(430型)

となり、高出力な反面、燃費やメンテナンスに課題を抱え、次第に排気ガス規制の強化によりターボ車は消えていく運命となります。そして、2006年以降のダウンサイジング直噴ターボにより、新世代ターボ車が脚光を浴びるのは先の話です。

国産の従来型ターボの歴史

国産車もターボ車のラインナップが拡充しました。特に日本の小排気量車にとってのアンダーパワー解消には効果があったようです。1980年代の日本車はターボ王国であり「TURBO」のステッカーが誇らしげでした。ターボ車のデメリットを解消すべく、高機能化も進みます。


ターボ搭載したスカイラインジャパンの後継となる鉄仮面スカイライン

  • インタークーラーの装着(空気を冷やしてよりパワー向上を図る)
  • ツインターボ化(タービンの小型化、分散化)
  • 軽量化、高耐久性(セラミックタービン、特殊合金)

ターボから大排気量化へ突き進んだ1990年代

1989年に消費税の導入と引き替えに自動車税制が改訂され、物品税も廃止された事により、3ナンバー車(排気量2千超の割高感)の不利が実質的に解消されました。この点が一番重要です。

限られた排気量の中で、よりパワーを獲得するためのターボ装着が、大排気量でも良いというユーザーの価値観の大変革が起きます。結果、「パワー獲得=排気量の大型化」を許容するユーザーが増え、レクサスLSやクラウン3リッター、4リッターの国産車登場時期とも重なります。並行して、国産280ps規制を頂点とした、ハイパワーターボ車も廃れていきました。

レクサスが2020年の今の時期になっても5リッターV8のNAエンジンを新車ラインナップしているところが世界の潮流から完全に出遅れていることがわかります。

ダウンサイジングの排気量、気筒数の単純分け

メルセデスSクラスやBMW7シリーズでも4気筒ターボを積むように、多段ATと低速からの圧倒的なトルクにより、静粛性とトルクを求めた大排気量と多気筒主義に終止符が打たれました。
6気筒モデル以上は、よりハイパワー志向の高級モデルとしての扱いになり、一般ニーズとしては4気筒ターボで十分なドライバビリティと静粛性が得られるのが、現在の実情です。4気筒ターボを例に挙げれば、排気量が2/3以下になっていますので、ターボで燃費が悪化しようが、従来の3.0Lエンジンよりも確実に燃費は良くなることが素人でも理解できるでしょう。

ダウンサイジング前 ダウンサイジング後
6.0L超 V12 NA 6.0L V12ターボ
6.0~5.0L-V8 NA 4.5L~4.0L V8ターボ
4.0~5.5L-V8 NA 3.0L~3.5L 直6/V6ターボ
2.5~3.0L-V6/直6 NA 1.5L~2.5L 直4ターボ
1.5~3.0L-V6/直6 NA 1.0L~1.5L 直3ターボ

多段ATと低速域での圧倒的トルクにより、従来よりも早く加速を完了させ、低い回転数で高速巡行を行います。もはや、過去のエンジンとして、燃費や加速で全く勝ち目はありません。欧州車では、ダウンサイジングターボエンジンとPHVを組み合わせた車を多数ラインナップしています。

古い価値観や誤った認識の自動車評論家

特に30年前のターボ車に対する古い価値観にも関わらず、下記記事のように現在でも正論として語られているケースもあります。
自動車評論家の森口氏はステップワゴンの売れ行き不振はエンジンが原因

しかし、30年前のターボと現在のダウンサイジングターボ車では、全く事情が変わったのです。ちなみにステップワゴン不振の理由は、そのスタイリングに原因あり、エンジンが原因ではない。

HV世界一と池田氏が提灯し、トヨタがガラパゴス天狗になっていた間に世界の潮流に取り残されたのです。アメリカの燃費規格からHVが締め出され、EVでは出遅れと指摘され、FCVでガラパゴス化を加速し、いまだにレクサスで大排気量NAをラインナップするトヨタです。

直6復活はダウンサイジングが理由

単に4気筒を伸ばして6気筒にした方がコストが安いからです。3/4/6と気筒数を増やすことがコスト低減に繋がっているだけです。池田氏が勘違いしている6気筒エンジンですが、欧州車や国産車ではV8のNAに対するダウンサイジングターボなのです。V6ターボのトヨタ製V35Aエンジンは、あえて直6とせずV6ターボ化により、V8NAをレクサスLSから外しています。

ダウンサイジングターボのメリット

ターボ車の歴史は、古くパワー重視、ドッカンターボ、燃費悪化という負のイメージもありました。

ターボのメリット・効果

  • 1500回転程度から、ターボによる最大トルクが得られる。
  • 30年前には無かった直噴エンジンの効果でもある。
  • 30年前には無かった7速,8速ATやCVTの効果も大きい。
  • 結果、エンジン回転数を上げずに加速が完了する。

オイル、ターボの精度、周辺装置、コンピュータの品質向上効果。

勿論、高回転域を多用すれば、ターボ過給による燃費消費量の増大もあるが、
排気量を下げた効果により、相殺される部分もある。
ターボチャージャー自体は、捨てている排気エネルギーを再利用しているので燃費の悪化要因にはなりません。
従来はターボチャージにより、多くの空気とガソリンを吸い込んでしまい燃費も悪化してしまいましたが、
20年前のターボ車とテクノロジーのとしての最大の違いは、以下の点です。

ダウンサイジングターボの特徴

  • シリンダー内の直接燃料噴射により、最小のガソリン使用量にコントロール可能。
  • 従来のターボでは考えられない圧縮比10以上。
  • 1500回転程度で最大トルクを発生。

ターボや直噴システムについては、従来のNAエンジンには無い追加システムです。
これらが故障するリスクについては、今後注視していく必要はあると思います。

税制面のメリット

日本のように排気量で各種税金に差がある場合では、ダウンサイジングによる排気量が大きく下がりますので、燃費だけでなく、税制面での削減効果もあります。

ダウンサイジングターボのデメリット

特に頻繁なアイドリングストップによる停止によって、タービンの冷却やオイルメンテナンスがデメリットとして挙げられるでしょう。

従来型ターボの特性と欠点(デメリット)

BMW2002に市販車で初めて搭載されて以降、全世界のメーカーへ拡大していきます。従来型ターボは、タービンによる過給にタイムラグがあり、ターボが効くまでのターボラグや過給が効いた後の燃費悪化が欠点でした。また、タービンが高熱になることによるトラブルも発生しました。

最新のターボの特性と欠点(デメリット)

価格の安いダウンサイジングターボが、価格の高いハイブリッド車の売れ行きに悪影響を与えています。1.0/1.3Lの小排気量ターボは、不得手な低速域のパワーが向上し、燃費もそこそことなれば、高価なHV車を購入する理由がなくなります。これが、日本での開発が遅れた理由の一つです。日本の自動車評論家の間でもHV信仰が高く、ダウンサイジングターボを軽視する傾向があります。

まだまだ、ターボといえば燃費の悪いドッカンターボのイメージを持っている方も多い様子。ハイブリッド全盛の時代に今さらターボなんて、何を考えているのだろうという国産信者の方も多い。ターボということでアクセル多めにしていれば燃費は悪化します。ターボチャージャーの熱管理でタービンの焼き付きなどの恐れもあるでしょう。部品点数の多さによる故障。6気筒から4気筒にダウンサイジングしたことによる音の劣化。

これらがダウンサイジングターボの欠点となるでしょうか。ただ、排気量はダウンサイジングしていることから、NA状態での燃料消費量は確実に下がっています。キャブレターやEFIに比べても直噴化による燃料消費量は下がります。ターボタイマーを装着している車は、全く無いので熱管理やオイル問題もアイドリングストップの登場により、技術的に解決しているものと思われます。

日産、トヨタでも大排気量NAエンジンが、フルラインナップされているところを見るに付け、 欧州車と比較した場合に時代遅れ感が目立つ。
vw-eup.jpg
写真はVWのEV車(e-up)
ハイブリッド車は確かに燃費も良いが重量増や価格、バッテリー寿命など問題点も多い。今後、価格競争力の高いダウンサイジングターボが消費者に受け入れられる状況となった場合、 さらに圧倒的な燃費効率で、アピールしていくしかないだろう。ただ、直噴エンジンは最近、VWで話題のNOxも多め出すのがやや欠点ではある。

有害物質の増加

超高圧縮の燃料直接化技術に対応した最新のターボチャージャーは、従来型ターボとは全く異なり、高度なエンジン制御技術による新世代のエンジンなのです。
Web上では、従来の価値観で語られた内容が多くありますので注意が必要です。

デメリットは、直噴化により排気ガス中に有害物質であるNOx(窒素酸化物)やPM2.5などの微粒子物質が増加します。排出ガス規制へ対応するには専用の触媒装置が必要という問題が発生します。

ダウンサイジングターボの車種

欧州車については、ほぼ全車といって良いほど、NAエンジンは淘汰されダウンサイジングコンセプトのエンジンとなっています。小排気量ターボなどと書く評論家がいますが、2.0Lや直4以下の定義ではありません。V12気筒がV8化するなど、大排気量はダウンサイズしつつ、従来よりもハイパワー化しています。2021年の時点でもレクサスにNAエンジンが残っている点で、いかに遅れているのか理解できるでしょう。

BMWのダウンサイジング例

  • 6.0ターボ、4.4Lターボ、3.0Lターボ、2.0Lターボ、1.5ターボ

国産ダウンサイジングターボ車種

  • レクサス:2.0Lターボ、3.5Lターボ
  • トヨタ:2.0Lターボ、1.2Lターボ、1.0Lターボ
  • 日産 :3.0Lターボ、1.6Lターボ、1.3Lターボ、1.2Lターボ
  • ホンダ:2.0Lターボ、1.5Lターボ
  • スバル:1.8Lターボ、1.6Lターボ
  • 三菱 :1.5Lターボ
  • スズキ:1.4Lターボ、1.0Lターボ
  • マツダ:2.5Lターボ

海外メーカーのダウンサイジング化に伴い、国産勢のラインナップも充実しつつあります。欧州同様、NAエンジンが置き換わるのは時間の問題でしょう。それは、ダウンサイジングがHVよりも低コスト高出力だからです。

ダウンサイジングターボと日本

HVに傾注し、出遅れた日本の実情を解説します。

ハイブリッド優先でターボを後回し

国産車は、ハイブリッド開発に傾注し、ダウンサイジングターボに出遅れるという事情を生みました。やっとレクサスもLSに6気筒ターボを搭載するようになりました。しかし、ハイブリッド車は6気筒3.5NAとハイブリッドの組み合わせのために、完全にパワー・トルク不足になっています。

そもそもWLTP規格という排気ガス規制は、ダウンサイジングターボが全盛のヨーロッパを中心に規定されたものです。日本よりも遥かにダウンサイジングターボ率の高く、欧州車を締め出すものでもデメリットが発生するものでもありません。高速域のアウトバーンと欧州車に完全対応した規格なのです。よって、WLTP/WLTC規格でダウンサイジングターボにデメリットが発生するような池田直渡氏の論調は完全な誤りです。

ダウンサイジングターボと燃費

WLTP・WLTC規格による影響はハイブリッドが大ダメージ

むしろこの規格で悪影響を受けるのは、池田直渡氏が世界一と豪語する日本のハイブリッド車プリウスなのです。

40.8キロ/LなどというJC08のスペシャル燃費規格は、WLTPにすれば現実と程遠く実態は23キロ台です。高速域ではモーター併用効果は低く、パワー不足を補うために排気量アップするプリウス(ダウンサイジングと逆行)にとって燃費の悪化は避けられません。

ダウンサイジングターボは、気筒数と排気量を同時に減らし、大排気量NAエンジンに比べてコスト的な余力が生まれています。いまやBMW7シリーズや5シリーズといったアッパーサルーンに4気筒を積む時代です。エントリーモデルからアッパーモデルまで同じエンジンを流用し、エンジンコストは大幅に下がっています。
にも関わらず販売価格は値下げ無しです。さらなる排ガス低減と燃費向上によりコストを割く事など余裕なのです。バッテリーとモーターを積むハイブリッド車の比ではありません。

ダウンサイジングターボは終焉でない理由

ダウンサイジング終焉 | 日経クロステック(xTECH) (nikkei.com)

マツダの「ミスターエンジン」、人見光夫氏の読み通りに世界が動き始めた。ドイツ勢が主導し、一世を風靡した「ダウンサイジング」は終わる。次の主役に推す技術は、マツダをはじめとした日本勢が採用してきたものに近かった。苦渋の日本追従に映る中、日本勢は突き放しにかかる。究極のエンジン「超リーンバーン(希薄燃焼)」に挑む。

2016年の記事3本は、全てはマツダ提灯記事でした。マツダスカイアクティブX登場後、ユーザーから駄目出しされ、記事への説得力は皆無です。
日本でもダウンサイジングターボエンジンは、ハイブリッドに迫る勢いです。もはや、ハイブリッドに傾注した出遅れを挽回するかの勢いでしょう。

ダウンサイジングターボは時代遅れでない理由

全域での性能を求められれば、排気量を増やさざるをえない。理想的な燃焼のためには1気筒あたりの排気量は450~500ccがベストなことはすでに知られているので、2リッター級なら直4でも足りるが、3リッター級ならば6気筒化が自然な流れになる。つまり、6気筒化そのものの理由としてはダウンサイジングターボが時代遅れになったことと考えていい。

欧州車のターボ事情もさることながら、排気量と気筒数の考え方について、最新の実情を全く理解していないようです。本来のダウンサイジングターボの意味を理解していないのでしょう。欧州も国産も最新の大型V8エンジンのダウンサイジングとして直6エンジンの位置付けです。さらに直噴ターボを追加したダウンサイジングターボとなり、排気量ダウンに伴うパワーアップを行っています。これは、3リッター超のNAエンジンのダウンサイジング版なのです。

2リッターはターボで3リッターはNAとでも言いたい記事内容が完全な間違いです。すでにメルセデスEクラスやBMW5シリーズ、クラウンなどのアッパーミドルセダンでも2リッター4気筒ターボが主力となり、通常走行であれば十分なパワーが得られるようになりました。従来のV8NA並みトルクとなっています。
これはダウンサイジングターボと多段ATの結果です。多段ATは、徹底的に低回転域でシフトアップするため、燃費が悪化する高回転域を使用しません。
最新の直噴4気筒2リッターターボは、180~350馬力、25~40キロのトルクをグレードによって使い分けることが可能です。スポーツグレードで言えば、従来の4リッターV8のNA級のパワーに達しています。従来のドッカンターボと異なり、最新の直噴ターボの出力特性は向上し、全域の性能も30年前の比ではありません。この当たり前の事実を知らないのでしょう。

多段ATは、高速域の回転数を下げるためのものと理解していたり、3リッター6気筒ターボは存在していないかのような記述は、大手メディアに掲載すべき水準ではないようです。当然、上級グレードには6気筒、8気筒の「ターボ」版も用意されています。

ダウンサイジングターボで誤っている記事

https://newcars.jp/tech/downsizing-concept/
https://toyokeizai.net/articles/-/213620?page=3

「ダウンサイジングターボが本領を発揮するのは巡行時。

従来の2リッターNAエンジン搭載車との実用燃費を比べれば、高速道路を走らなくても燃費は向上しています。
最新の8速、9速、10速ATやCVTにより徹底的に低回転域でシフトアップしていきます。NAエンジンに比べて圧倒的に充実した低速トルクにより、2千回転程度で加速は完了し、実用速度域でも十分なダウンサイジングした燃費効果が得られます。

燃費の悪さで言えば、「2リッターNA > 1.4ターボ」です。(一般道)
低速トルク不足により、常用回転域が3,4千回転まであっという間に回してしまうNAエンジンは、一般道でも燃費は悪化します。直噴ターボは、圧倒的な低速トルクで2千回転程度で加速が完了し、一般道でも威力を発揮します。

最新の直噴ターボは、最大トルクの発生回転数が1500回転を切っており、「ターボラグ」があるというような従来の価値観で語っている記事は、全て誤りです。
従来のNAエンジンはレスポンスが良いどころか、低速トルクがスカスカのエンジンばかりであり、結局3,4千回転までブン回す結果となり、燃費は悪化してしまいます。このNAエンジンの低速トルク・スカスカは、直噴ターボとして存在する「僅かなターボラグ」に比べれば、日常の運転において、圧倒的なストレスに繋がるものです。

これが、欧州からNAエンジンが一掃された理由であり、欧州でも慢性的な渋滞は発生しており、高速領域だけに効果があるわけでは無いのです。

直6エンジンが今、見直されている本当の理由

直6エンジンが今、見直されている本当の理由 | テクノロジー
トヨタ自動車「クラウン」「マークⅡ(現在は絶版)」、日産自動車「セドリック/グロリア(現在は絶版)」「スカイライン」などの高級車にかつて搭載されていたのが、直列6気筒エンジンだ。その名のとおり、エン…

池田直渡氏の記事です。4気筒ターボは、WLTC規格により無くなり、排気量アップして6気筒NAになるような記事だとしたら完全な間違いなのです。そもそもベンツもBMWもアウディも6気筒は全車ターボです。
4気筒の小排気量だからターボを積んでいると考えていたら完全な誤りです。
もちろん、マツダの6気筒エンジンの提灯記事だとしたら本末転倒です。

Web上のデメリットは嘘

ネットで見かけた誤った内容は以下の通りです。
https://carby.jp/car_100505/car_100520/1035005

それはダウンサイジングターボ搭載車が、カタログデータに掲載されている燃費の数値と、実際に走行した時の燃費の数値に大きな差があり、ダウンサイジングターボはユーザーが想像していた程には燃費が良くないという物です。

一定巡行に効果があり、低速のゴーストップが多い日本では効果がない。燃費が悪化するというものですが、そんな事はありません。実際、日本の渋滞路でも従来型NAよりもダウンサイジングターボの方が燃費は良いです。
従来のNAエンジンでは3~4000回転まで普通に回していたと思いますが、多段ATや直噴ターボによる豊富な低速トルクにより、圧倒的に回さないエンジンになっているからです。最新ターボでは3000回転以下で十分でしょう。
日本の渋滞路、一般道でもエンジンの回転数の違いは一目瞭然なのです。エンジン回転数は燃費に直結します。

現在のターボチャージャーは従来よりも性能が格段に進化し、走り出してしまえばどの速度域でも非常に力強い走行性能を発揮しますが、発進時だけは自然吸気のエンジンに比べてもたついてしまうという事実があります。

完全な誤りです。これも従来の価値観、イメージで語ってる感が濃厚で、実際は全く異なります。エンジンの性能曲線図でもターボ車のトルク特性が上です。1000回転台で最大トルクが出てしまう直噴ターボの圧勝なのです。

ダウンサイジングターボの実燃費は、カタログ値に対して悪化するという事実は否定しません。しかし、従来の大排気量NAに比べれば、良いケースがほとんどです。

  • 2リッターNA→1.5ターボ
  • 3リッターNA→2.0ターボ

NAのスカスカの低速トルクによるストレスに比べれば、ほとんど感じないような直噴ターボのターボラグをデメリットとして挙げることなど笑い話です。

高回転域は不得意なのか

そもそもNAエンジンと比較して、高回転はトルクの落ち込みが酷いような記事があります。低回転からトルクを出し、NAエンジンに比べても加速が良く低回転で巡行速度に達するようなエンジンとミッションなのです。そもそも高回転までブン回す必要はないのです。トルクが頭打ちになる回転数では、加速感も速度感も従来のNAエンジンよりも実用性は高いのです。

1~1.4L程度のダウンサイジングターボでは、パワーバンドがやや狭いものの日本の法定速度内の加速感は従来のNAエンジンとは比較にならないのです。
1.5L超のダウンサイジングターボとなれば5千回転も回せはあっと言う間に法定速度を超えますので必要十分といえるでしょう。

消える「6気筒エンジン」 ストイキ直噴主流の時代での存在意義

消える「6気筒エンジン」 ストイキ直噴主流の時代での存在意義(THE PAGE) - Yahoo!ニュース
 エンジンのモジュール設計が加速している。古い話をすれば日産のL型6気筒の2気筒を削って4気筒にするなど、モジュラー化の話は意外に古くからあった。しかし、現在のモジュラー化はそんなに牧歌的な話ではな

せっかく爪に火を灯すようにモジュラー化を進めてきたのに、クランク周りを新設計しなくてはならないV6を作る意味は見い出せない。しかも前述の様に、4気筒2000ccの過給エンジンで必要な性能は概ね代替できるのだ。

ガラパゴスのハイブリッドが世界一と過信する評論家は、世界の潮流が見えていない様子。
まず、ダウンサイジングターボとモジュラーエンジンの現状すら理解していない。

  • 大排気量V8NA→V8ターボ(モジュラー外)
  • V8NA→直6ターボ
  • 6気筒NA→4気筒ターボ
  • 4気筒NA→3気筒ターボ

欧州勢は「3,4,6気筒」のモジュラーエンジン化の流れが本線である。
6気筒が無くなるわけでも、大型SUVやサルーンが無くなるわけでもなく、6気筒ターボやV8ターボに対して一定の市場規模は存在するのである。

新燃費規程 WLTCがドライバビリティを左右する

新燃費規程 WLTCがドライバビリティを左右する
ここ最近よく聞かれるのが、「最近の新型車ってどうしてアイドルストップ機構が付いてないの?」という質問だ。全部が全部装備しなくなったわけではないが、一時のように当たり前に装備している状況でなくなったのは確かだ。それに対してはこう答えている。「燃費の基準になる測定方法が変わったから」。

 さて、そんなわけでダウンサイジングターボは、日本ではストップ&ゴーに、欧州では高速域での伸びに課題を残し、日常域の高トルクという美点を持ちながら、悩み多いシステムだったのである。

JC08からWLTCへの移行でダウンサイジングターボが不利という内容ですが間違いです。ダウンサイジングターボの本拠地欧州がWLTP燃費の導入を進めたのです。低速トルクも1500回転以下でも十分トルクが出ています。多段ATの効果もあり、ターボラグなど過去の話で、素人がラグを感じるレベルではありません。
低速、高速域でも従来のターボやNAに対し、体感上も完全に上回っています。
ヤリスがWLTCでも高燃費な点だけを述べればいいだけで、その比較としてダウンサイジングターボを貶すのは明らかに池田氏の個人的主張が入っています。

今後期待の省燃費技術は?

今後期待の省燃費技術は?
ここ数年の自動車業界を振り返れば、「省燃費技術の時代だった」ということになるだろう。そうした中にあって押さえておきたい自動車推進装置は3つに代表される。

ハイブリッド、ディーゼル、小排気量ターボの3つを主流だと見ておけばいいだろう。
ポストハイブリッドの一番手はディーゼル

欧州市場でもディーゼルは蚊帳の外になりつつある。ディーゼルを挙げるのは間違いです。ポストハイブリッドの一番手は小排気量ターボです。

低速トルクを太らせたエンジンとギア比がワイドな多段変速機を組み合わせて、
どんな速度で走るときも極力低回転を保って使う運用になる。

説明に「直噴」というキーワードが全く出てこないのは、なぜだろうか。ターボが復活したのは直噴技術のウェイトが大きい。極低回転が使えるようになったのは「直噴が全て」といっても過言ではない。また「ギア比がワイド」は誤りで、従来よりもギア比がタイトになり、多段数化されたギヤの効果である。

池田直渡氏
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