メカニズム解説　カーマニアのくるまなび

2006年、BMWは『Hydrogen7』の量産モデルを発表した。この水素自動車は、『7シリーズ』をベースに水素とガソリンのどちらでも走れる。水素を燃やしても出るのは水蒸気だけで、エコ（環境）カーとしての一つのアプローチを提案している。

Hydrogen7が搭載する5972ccV型12気筒エンジンの最高出力は260馬力（水素燃料）で、水素とガソリンの切り替えは、スイッチ一つで操作することができる。燃料に高圧の水素を使うことから、ガソリンに切り替えた場合にもディーゼルエンジンと同じコモンレール式を採用する。両方のタンクで680km（水素だけの場合は200km）走れる。水素ステーションが近くになくても、ガソリンで走れるためドライバーの不安も少ない。BMWとTOTALは、水素供給ステーションなどのインフラ整備を共同して進めることを発表している。

BMWの技術の粋を尽くした水素自動車BMW　Hydrogen 7 (E68)　1/18

燃料電池車と水素自動車は、燃料に水素を使う点では同じだが、前者は水素と酸素を反応させて発電した電気でモーター駆動するのに対し、後者は、ガソリンの代わりに燃料として水素を燃やす点が違う。BMWはレシプロエンジンをベースに液体水素で、マツダはロータリーエンジンをベースに圧縮水素で開発を進めている。

フジミ　1/24 自動車シリーズ SPOT 　64 マツダ RX-8 ハイドロジェンRE【税込】 マツダRX8 ハイ...

マツダの方式も、BMWと同様、スイッチ操作でモードを切り替え（ただし、車両停止時のみ）、デュアルフューエル（マツダはこう呼ぶ）として水素とガソリンの双方が使用可能。RENESISロータリーエンジンがベースで、電子制御ガスインジェクターで水素を直接噴射する。ガソリンの場合は、通常のガソリンインジェクターから噴射される。最高出力はガソリンで210馬力、水素で109馬力。航続距離は、ガソリンで549kmと水素で100km。

水素は燃料としてはクリーンだが、ガソリンに比べ熱エネルギーが少ないことと衝突時に水素燃料タンクが爆発しないよう安全性を確保することが課題の一つ。BMW、マツダのシステムは、エンジンや車両の変更がわずかで変更のコストが少なく済むことと、水素とガソリンが併用できるため高い利便性があることが特徴。

2008年幕張メッセ ホビーショーで発表されたロータリースピリットMSP、マツダ RX-8に搭載の13B-MSP ＲＥＮＥＳＩＳを1/5スケールで精密に再現した。エキセントリックシャフトを手で回すとローターが回転し、ロータリーエンジンの原理と工程がわかる。

吸気ポートと排気ポートをサイドハウジングに設けた吸排気ポートシステムで、ローターハウジングにあったペリフェラル排気ポートをサイドハウジングに変更。最初のロータリーエンジンに戻った格好だが、最新の制御技術と高精度の部品加工技術から生まれた、まったく別物のロータリーエンジンと言える。

ペリフェラル排気ポートは、ローターの回転方向と排気の方向が一緒のため、とりわけ高回転時は効率的だが、未燃焼ガスが次の燃焼工程に送り込まれてしまう。その問題を解決したのがこのシステムで、新設のカットオフシールの働きもあって吸排気ポートタイミングのオーバーラップを防ぐことができる。


アオシマ 1/5 エンジン ロータリースピリットMSP（U2617)

また、ポートエアブリードからのジェットエアにより吸気ポート壁面に付着した燃料を微粒子化するとともに発生した気流により安定した燃焼が実現できる。吸気ポートの面積30％拡大と同じく、2つの排気ポートをサイドハウジングにレイアウトすることで、吸排気効率を上げることができる。構造上、ロータリーエンジンに吸排気バルブはないが、13B-MSP ＲＥＮＥＳＩＳは、さらなる燃焼効率を求めたレシプロエンジンのビッグバルブや4バルブDOHCをイメージすれば理解しやすい。

スターリングエンジンは、気体を温めれば膨張し、冷やせば収縮することを利用した外燃機関で、イギリス人のロバート・スターリングが１８１６年に発明した。

構造的には、内燃機関のピストンに相当するディスプレーサ（と出力ピストン）はあるが、ピストンリングはなく、エンジンブロックに相当するケースとディスプレーサとのすき間を気体が行き来する。

外部燃焼と言われるのは、このケースの一部に熱を加えるからで、その反対にケースの一部を冷やし、この温度差から膨張と収縮による気体の流れができる。

このディスプレーサと出力ピストンの動きを内燃機関と同じフライホイールとクランクシャフトによって安定した回転運動に変換させる。

その後、ガソリンエンジンの発明により、一旦、姿を消すが、熱効率の高さと太陽エネルギーを熱源にできる宇宙での利用など、さまざまな分野での可能性をめざした研究がされている。

このように熱源を選ばず高効率でクリーンなエンジンだが、大きな出力を発生させるには必要な容積（エンジン外形が大きく重い）となる。
気体を高圧化すればこの問題はある程度解決できるが、気体が漏れないよう密閉性が課題となる。

ＡＦＳ(Adaptive Front-Lighting System)は、小糸製作所が開発したシステム。
ステアリング舵角に応じてヘッドライト（ベンディングライト）の光軸を進行方向に照射し、夜間時、コーナーの視認性を向上させる。

２００２年の保安基準改正で、ステアリング舵角に応じ、ヘッドライトを左右に動かすことが認可され、翌年にはクルマへの搭載例はあったが、ＡＦＳは、より進化してドライバの感性に合った制御としたことが世界初と言われ、２００３年のハリアーにインテリジェントＡＦＳとして初搭載された。

インテリジェントＡＦＳでは、車載センサからの各種信号やステアリング舵角データをもとに、コントロールユニットがアクチュエータを駆動し、ヘッドライトの照射軸を右コーナーでは最大１５度、左コーナーでは最大５度まで電子制御する。

ＨＩＣＡＳは、１９８５年登場７ｔｈスカイラインに搭載の四輪操舵システム（４ＷＳ）。

ステアリングの切れ角に応じて、後輪が同位相・逆位相に変化する。
同位相では前輪／後輪の向きが同じ、高速時の安定感ある車線変更が可能。
逆位相では前輪／後輪の向きが逆で、低速時の小回りが可能となる。

このＨＩＣＡＳ、乗用車では世界初のシステム。
当初は、電子制御で油圧アクチュエータを駆動し、３０Ｋｍ／ｈ以上で走行中に最大０.５度までの同位相操舵をした。

四輪操舵には、ホンダが１９８７年登場の３代目プレリュードに搭載した機械式とＨＩＣＡＳに代表される電子制御式（油圧／電動アクチュエータ）がある。
当時、マツダほか各社が採用、同位相で車線変更する感覚は異次元だった。

クライスラー３００Ｃ、２００４年Ｖ８ＯＨＶ ＨＥＭＩ（ヘミ）エンジンを搭載して登場。

へミエンジンは、燃焼室形状が一般的なＯＨＶのくさび形に対して半球型で、点火プラグを中央に吸排気バルブをＶ字型に配したクロスフロー（燃焼室を横切る）方式が特徴である。
つまり、ＯＨＶながらＳＯＨＣ／ＤＯＨＣと同じレイアウトで、効率よく燃焼ガスを排気し新鮮な混合ガスを吸入することができる高効率なエンジンと言える。

同じＯＨＶの日産Ａ１２が名機と言われる所以は、高回転に不向きなターンフロー（折り返す）にもかかわらず、レースの世界で大活躍したからである。

ＯＨＶは構造が簡単なためコストの掛からないのが特徴で、Ａ１０（１０００ｃｃ）搭載の１９６６年登場の初代サニー。

１９７９年、ホンダがモトＧＰに復帰する際に開発された。
分かりやすく言うと、通常のピストンは真円だが、楕円ピストンは２個のピストンをくっつけて直線でつないだ弁当箱のような形をしている。

当時、モトＧＰで主流だった２ストローク（クランクシャフト１回転毎に１回爆発）に対し、ホンダは環境対応面から４ストローク化（クランクシャフト２回転に１回の爆発）の方針を示していた。
そのため、この２ストロークエンジンと同等性能を得るため楕円ピストンを考え出した。

つまり、ホンダが得意な高回転と楕円ピストン（２気筒分なのでクランクシャフト２回転に２回爆発）の組合せで２ストローク同等の性能を出すことを考え出した。
実際、１個の楕円ピストンには吸気／排気バルブとも４個づつ、コンロッド／点火プラグが２個あるように２個の気筒（シリンダー）を一つにした形である。

しかし、モトＧＰでの戦績はパッとしなかった。今は、Ｆ１やモトＧＰでも禁止となっている。ホンダは、１９９２年、ＮＲ７５０を３００台限定で市販した。

ランサー・エボの大きく口を開けたフロントマスクの奥にあるのがラジエータとインタークーラー。
ボンネットのエアダクトは、その熱風を後方に抜くためのもの。

そのレイアウトとして、インタークーラーとラジエータを並べてエンジンの前に置くのが一般的だがインプレッサやパルサーＧＴｉ－Ｒなどのようにインタークーラーだけエンジン上部に置くものもある。
パルサーＧＴｉ－Ｒが、ラリーで性能発揮できなかったのは、このインタークーラーのレイアウトが問題で、吸入する空気の温度が下がらなかったからと言われている。

ラジエータはエンジン冷却水を、インタークーラーはエンジンが吸入する空気を冷やす装置。
それぞれ同じ構造をしていて、フィンの付いている細い管（チューブ）の中を水や空気が通る時、外気に当たって温度を下げる仕組み。
更に、ラジエータの後ろにある電動ファンと樹脂製覆い（シュラウド）で強制的に外気を引っ張ってチューブに外気を当てている。
このファン、昔はエンジン本体で回していたが、パワーや燃費のロスから、今は電動に代わり、しかも必要な時にだけ回すＰＷＭ制御をとっている。

材料には軽くて熱伝導に優れるアルミが使われるが、以前は銅製で重かった。
日本で初めてアルミラジエータを商品化したのがカルソニックだった。
フィンは、空気に当たる表面積を少しでも多くして、放熱性を上げるためのもの。