Wednesday, May 24, 2023

「ロータリーエンジンは電動車と相性が良い」その理由は? - ITpro

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 マツダがロータリーエンジン(以下、ロータリー)を、2012年の「RX-8」の生産終了以来、約11年ぶりに復活させた。これまでスポーツカーを中心にロータリーを採用してきた同社。今回は、プラグインハイブリッド車(PHEV)「MX-30 e-SKYACTIV R-EV」の発電機として採用した。「実はロータリーは電動車と相性が良い」(マツダの関係者)という。その理由を技術者に聞いた。

MX-30 e-SKYACTIV R-EV

MX-30 e-SKYACTIV R-EV

自動車関連の展示会「AUTOMOBILE COUNCIL 2023」(2023年4月14~16日、幕張メッセ)において日本で初公開した。(写真:日経Automotive)

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 一般的なレシプロエンジンは、密閉した空間に燃料を吹き込み、爆発させた力でピストンを動かして駆動する。対してロータリーは、三角形で“おむすび型”のローターの回転運動によって、直接動力を得るエンジンだ。ハウジングとローターの隙間にできる空間で燃料と空気の混合気を燃焼させる。この時にできる膨張圧でローターを回転させる仕組みだ。

ローターが回る様子

(動画:日経Automotive)

 ロータリーの特徴は、一般的なレシプロエンジンと比べて小型にできることだ。仕組みがシンプルで、レシプロエンジンより部品点数が少ない分、小さくできる。スポーツカーに多く採用してきたのはこの特徴が関係する。

 スポーツカーは、車体の前後重量バランスが重要とされている。前後重量バランスが均等に近くなるほど走行安定性は高まる。「ロータリーはユニット自体が小さいため、配置の自由度が高く、クルマの運動性能の良い部分にエンジンを搭載できる」とマツダパワートレーン開発本部エンジン設計部主幹の清水律治氏は話す。レシプロエンジンと比べ、排気量に対して高出力なのもスポーツカーと相性が良い理由だという。

MX-30 e-SKYACTIV R-EVのパワートレーンのカットモデル

MX-30 e-SKYACTIV R-EVのパワートレーンのカットモデル

エンジン、発電機、モーター、PCM(パワートレーン・コントロール・モジュール)で構成している。(写真:日経Automotive)

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 ロータリーのこれらの特徴が、今回のPHEVへの搭載にもつながった。

 搭載する車種は「MX-30」だ。「MX-30は新しい技術を搭載する電動化のリードビークルだ」と清水氏は語る。このため、ロータリーを使った新プラグイン・ハイブリッド・システムもMX-30に初採用することになった。

 ここで課題になってくるのは搭載性だ。MX-30の車体は全長4395mm、全幅1795mmと大きくない。そのため、大型車に比べるとボンネット内に搭載できる構造物の容積も限られる。これまで同社はMX-30の電気自動車(EV)版と簡易ハイブリッド車(MHEV)版をすでに販売している。

 ただ、ボンネット内の構造物が少ないEVや、電動関連部品の大きさがPHEVより小さいMHEVと比べ、プラグイン・ハイブリッド・システムはボンネット内の搭載容積が大きい傾向にある。

MX-30 e-SKYACTIV R-EVのボンネット内の様子

MX-30 e-SKYACTIV R-EVのボンネット内の様子

ロータリーの採用でエンジンをモーターやジェネレーターと同軸上に配置できた。(写真:日経Automotive)

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 そこで「小型で、必要な出力を発揮できるロータリーに目を付けた」(マツダ関係者)という。ロータリーが小型であるため、エンジンをモーターやジェネレーターと同軸上に配置できた。これにより車体が大きくないMX-30のボンネット内にもEVやMHEV同様にプラグイン・ハイブリッド・システムが収まった。MX-30より大きい既存車種への展開の可能性も広がる。

 ロータリーの振動や音が小さいこともPHEVには効果がある。今回のPHEVは基本的にEVとして走りながら、電池残量が足りなくなるとエンジンが作動し発電する仕組みだ。一般的なエンジン車と比べて相対的に静粛性が高いため、エンジンの“存在感”は小さい方が運転者に違和感を与えない。これらが、ロータリーと電動車の相性が良い理由である。

RX-8

RX-8

2012年に販売を終了したスポーツモデル。(写真:マツダ)

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