直噴エンジン、直噴ターボ、ダウンサイジングエンジンそれぞれのメリットは？

世の中には色々なエンジンの形態が存在しています。

今回は、その中でも良く耳にする直噴エンジン、直噴エンジンターボ、ダウンサイジングエンジンのメリットをご説明していきます。

それぞれのエンジンの仕組みについても説明していくので最後までお付き合いください。

直噴エンジンの仕組みとメリット、デメリット

まずは直噴エンジンとはどういう仕組みのエンジンか、そのメリット、デメリットは何かについてご説明します。

直噴エンジンの仕組みは？

引用：https://toyota.jp/86/performance/

直噴エンジンの仕組みはどうなっているのかをご説明します。

ポート噴射式エンジンは燃焼室に燃料が入る前にガソリンと空気を混ぜて混合気を作っていました。

しかし直噴エンジンはその名の通り、直接燃焼室にガソリンを噴射するエンジンなのです。

ガソリンが直接燃焼室に噴射され、別に空気も直接燃焼室に送り込まれて燃焼室内で混ざり合うことで混合気となります。

そこで次に説明するメリットが生きてくることになります。

直噴エンジンのメリット

引用：https://www.subaru.jp/brand/technology/technology/driving_boxer.html

直噴エンジンのメリットは大きく2点あります。

まず一つ目のメリットとして、直噴エンジンは圧縮比が大きいのでパワーとトルクが高くなる事です。

エンジンは圧縮比を上げるとパワーとトルクが上がるのですが、ポート噴射式エンジンでは圧縮費を高くすると圧縮時の熱で自己着火してしまい結果としてノッキングとなってしまいます。

以上の理由から圧縮比を一定の数値よりも高くできなかったのですが、直噴エンジンが出来たことによりその問題点は解決したのです。

次に二つ目のメリットとして、ポート噴射式エンジンよりも低燃費であることです。

直噴エンジンはポート噴射式エンジンと比較して燃焼室内の温度が低いことと、吸入する空気の量が多いので低燃費化することに成功したのです。

以上2点が直噴エンジンのメリットです。

直噴エンジンのデメリット

引用：https://toyota.jp/86/performance/

直噴エンジンのデメリットは大きく2点あります。

まず一つ目のデメリットは、ポート噴射式エンジンに比べてコストが高いことです。

直噴エンジンは、燃料をインジェクターが噴射してからスパークプラグによる点火までの時間が非常に短く素早く、正確な燃料噴射が必要になります。

直噴エンジンのコストが高くなる理由は、ポート噴射式エンジンに比べて燃料噴射システムの作りが煩雑で困難なためどうしても燃料噴射システムが高額になってしまう為です。

次に二つ目のデメリットとして排気ガスの濃度が不安定になることです。

先ほども説明した通り、直噴エンジンは燃料をインジェクターが噴射してからスパークプラグによる点火までの時間が非常に短いので、場所によって燃料の濃度が違ってきます。

濃い部分はススが発生しやすくなりエンジン内部に汚れとして残ってしまいます。

よってエンジンオイルの交換時期が早くなってしまうのです。

以上2点が直噴エンジンのデメリットです。

直噴エンジンターボの仕組みとメリット、デメリット

次に直噴エンジンターボとはどういう仕組みのエンジンか、そのメリット、デメリットは何かについてご説明します。

直噴エンジンターボの仕組みは？

引用：https://www.subaru.jp/levorg/levorg/driving/2.0engine.html

直噴エンジンターボの仕組みは、燃焼室に直接ガソリンと空気を送り込む燃料噴射システムを利用したエンジンにターボチャージャーを搭載したものです。

直噴エンジンを使用することで、ターボ装着時でもノッキングを避けることができ、高圧縮のままターボ過給が行えるということになるのです。

よってターボ車にありがちだった低回転域でのトルク不足やターボラグが解消されたというわけです。

つまり、高い圧縮比のまま排気に回せることでターボチャージャーを回すことが出来るということです。

直噴エンジンターボのメリット

引用：https://www.subaru.jp/brand/technology/technology/driving_boxer.html

直噴エンジンターボのメリットは大きく3点あります。

まず一つ目のメリットとして、直噴エンジンは圧縮比が大きいのでパワーとトルクが高くなる事にプラスして、ターボチャージャーがつくことでエンジンパワーが更にアップすることです。

このパワーのアップは、高速域だけではなくエンジン出力の全域で恩恵を受けることが出来ます。

また直噴エンジンのパワーとターボチャージャーによるプラスのパワーで、非常にパワフルなエンジンが出来上がるのです。

次に二つ目のメリットとしてダウンサイジングターボへの活用があります。

近年環境対策の一環で人気があるのがダウンサイジングターボです。

ダウンサイジングターボはフォルクスワーゲンが開発したもので、エンジンを小型化することで環境性能をアップしパワーが落ちた分をターボで補てんするという仕組みになっています。

ワンランク上のＮＡエンジンと同等のパワーを得ることができ、更に燃費が向上するという素晴らしいエンジンです。

次に三つ目のメリットとして冷間始動時の排気ガス性能があります。

冷間始動時はどうしても排気ガスの状態が悪くなりがちですが、直噴エンジンでは冷間始動時でもきれいな排気ガスを安定して排出することが出来ます。

冷間始動時の排気ガスの濃度は法律で規制されているので直噴エンジンターボは有利であるといえます。

直噴エンジンターボのデメリット

引用：https://www.honda.co.jp/CIVICTYPE-R/webcatalog/performance/driving/

直噴エンジンターボのデメリットは大きく4点あります。

まず一つ目のデメリットとしてはカーボン堆積の問題があります。

直噴エンジンは噴射から点火までの時間が短いことから混合気の状態がまちまちになり、一部燃料が濃くなってしまう場合があります。

その状態で点火すると、どうしてもカーボンの発生量が多くなります。

ディーゼルほどではないですが、カーボンの量が多いので定期的なメンテナンスが必要になってきます。

次に二つ目のデメリットとしてはエンジンの騒音、振動があります。

直噴エンジンターボの場合は、インジェクターや燃料ポンプの動作音が大きく従来のそれよりは大きなエンジン音となってしまいます。

直噴エンジンターボはエンジン本体の振動も大きくなります。

通常のガソリンエンジンと比較したら、騒音が大きく振動が大きいエンジンになってしまいます。

次に三つ目のデメリットとしてはエンジン本体の耐久性があります。

非常に大きなパワーを発生させる直噴エンジンターボではエンジン自体にかなりの負荷がかかります。

エンジン本体やピストン、ピストンリング、クランクシャフト、コンロッドなどの重要な部分に負荷がかかります。

こういう部品は高耐久な物を使用する必要があり、その分値段が高くなってしまうのです。

次に四つ目のデメリットとしてエンジンオイルの交換があります。

通常のガソリンエンジンよりもメンテナンスが重要で特にエンジンオイルの交換は早めに行う必要があります。

その理由は、先ほど説明したエンジン内部のカーボンの問題もあります。

ターボチャージャーは非常にデリケートで、エンジンオイル交換をしないとあっという間にブローしてしまいます。

以上4点が直噴エンジンターボのデメリットです。

ダウンサイジングエンジンの仕組みとメリット、デメリット

最後にダウンサイジングエンジンとはどういう仕組みエンジンか、そのメリット、デメリットは何かについてご説明します。

ダウンサイジングエンジンの仕組みは？

引用：https://toyota.jp/crown/performance/?padid=ag341_from_crown_navi_performance

ダウンサイジングエンジンの仕組みは、エンジン自体に変わった仕組みはありません。

その名前の通り、エンジンをダウンサイズ化することがダウンサイジングエンジンなのです。

エンジンの排気量を下げることで、燃費性能をアップしようというのがもともとの目的で環境性能に大きく貢献することが出来るものです。

ユーザーにとっても有利な点があることは、この後のダウンサイジングエンジンのメリットの部分でご説明します。

現在はダウンサイジングエンジンにターボなどを付けてパワー不足とならないようなモデルが特に流行しています。

ダウンサイジングエンジンのメリット

引用：https://www.suzuki.co.jp/car/xbee/performance_eco/

ダウンサイジングエンジンのメリットは大きく2点あります。

一つ目のメリットとして、エンジンをダウンサイズ化つまり小さくすることで車両重量が軽くなること、摩擦抵抗の低減できることなどから結果として燃費が良くなるということです。

二つ目のメリットとして、日本ではエンジンの排気量で自動車税がきまります。

ですからダウンサイジングすることで自動車税が安くなるというメリットがあります。

どちらもユーザーにとって嬉しいメリットです。

以上2点がダウンサイジングエンジンのメリットです。

ダウンサイジングエンジンのデメリット

引用：https://www.subaru.jp/levorg/levorg/driving/1.6engine.html

ダウンサイジングエンジンのデメリットは、エンジンのダウンサイズ化によるパワーとトルクの低下にあります。

しかしパワーとトルクの低下は、ターボチャージャーやスーパーチャージャーなどの過給機を備えることで解決できています。

現在ダウンサイジングターボがはやっているのはそういう理由からなのです。

環境性能を追求されている現在は、燃費が良く排ガスがきれいでお財布に優しい車をユーザーや国が求めているのです。

直噴エンジンとターボの相性が良いのでデメリットでありながら、デメリットで無くなっているのが現状でしょう。

ダウンサイジングエンジンにおける燃料の違いについて

引用：https://www.subaru.jp/levorg/levorg/

国内外問わずにダウンサイジングターボが流行っていますが、そこで注目したいのは日本と海外のガソリン事情です。

日本ではレギュラーガソリンを使用することが多いです。

しかし海外では日本で言うハイオクがほとんどの場合使用されています。

具体的に日本の場合はレギュラーガソリンのオクタン価は９０で、ハイオクはほぼ１００です。

しかし海外のレギュラーガソリンはオクタン価が９５で、ハイオクが９８です。

ですので欧州車でレギュラーガソリン仕様の車を日本で使ってレギュラーガソリンを入れるとエンジントラブルやノッキングの原因となります。

日本で欧州車を乗る場合は、ほぼハイオクを入れないといけないと認知しておいた方が良いでしょう。

レギュラーとハイオクの違いはオクタン価以外に燃えやすさにあります。

ガソリンはオクタン価が高くなると燃えにくくなる傾向にあります。

レギュラーガソリンはハイオクに比べて燃えやすいので欧州車に入れると異常燃焼を起こすのです。

ガソリン一つをとってみても燃費やエンジン性能に大きく関わっているので適正なガソリンを入れるようにしましょう。

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直噴エンジン、直噴エンジンターボ、ダウンサイジングエンジンのメリットまとめ

引用：https://www.honda.co.jp/CIVICTYPE-R/

いかがでしたでしょうか。

直噴エンジン、直噴エンジンターボ、ダウンサイジングエンジンの仕組みとメリット、デメリットについてまとめてきました。

最近はやっているダウンサイジングエンジンですが、その根幹には直噴エンジンとターボの技術があるからこそということが分かりました。

ポート噴射式エンジンよりも直噴エンジンの方が、より便利で環境にも良いので素晴らしいエンジンです。

これからの時代はハイブリッドエンジン、電気自動車とどんどんエンジンから電気へと変更していっています。

近い将来ガソリンエンジン車が無くなっているなんていうこともあり得るのです。

今回紹介した技術はどれも素晴らしいものです。

一度はどれも乗ったことがあると思いますが、まだ経験していない方は是非乗り比べてみてはいかがでしょうか。

皆様の車選びにおいて少しでも参考になりましたら幸いです。

最後までお読みいただきありがとうございました。

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