トヨタの次世代技術群といえる「TNGA（トヨタニュージェネレーションアーキテクチャ）」に基づいた新世代エンジン『ダイナミックフォースエンジン』が発表されています。

ロングストローク化、バルブ挟角拡大といったプロフィールを持つ新世代エンジンは、高速燃焼技術によりターゲット性能を実現しているのが技術的なキーポイント。

その最大熱効率はコンベンショナルで40％、ハイブリッド用で41％と大量生産エンジンとしては驚異的な性能となっています。

高速燃焼に必要なのは、流量の確保と強いタンブル流です。

タンブル流というのは、吸気行程においてシリンダー内に発生する縦渦のことで、そこにトヨタとしては初採用となるマルチホール直噴インジェクターを利用して燃料をうまく混ぜ合わせているのも、高速燃焼のポイントということです。

なお、エンジン始動時など直噴インジェクターが苦手な領域をカバーするためにポート噴射も併用したD-4Sシステムとなっています。

エンジンのロスを減らすためには、世界初となる連続可変容量オイルポンプを採用。トロコイド式ポンプのアウターローターを偏芯させることで、オイルの吐出量を変化させ、必要に応じてエンジンの負荷を軽減するということです。

この新型2.5リッターエンジン、新開発の8速ATと組み合わせられるコンベンショナル仕様と、2モーターシステムを使うハイブリッド仕様があり、それぞれ要求性能に応じて異なるスペックとなっています。

■トヨタ新型21.5リッターエンジン主要諸元（コンベンショナル）
排気量：2487cc
ボア×ストローク：87.5×103.4mm
圧縮比：13
燃料噴射システム：D-4S（直噴＆ポート噴射）
最高出力：151kW/6600rpm
最大トルク：250Nm/4800rpm
最大熱効率：40％

■トヨタ新型21.5リッターエンジン主要諸元（ハイブリッド）
排気量：2487cc
ボア×ストローク：87.5×103.4mm
圧縮比：14
燃料噴射システム：D-4S（直噴＆ポート噴射）
最高出力：130kW/5700rpm
最大トルク：220Nm/3600-5200rpm
最大熱効率：41％

（写真・文　山本晋也）

【関連記事】

トヨタが最大熱効率41％の2.5リッターエンジンなど、TNGAパワートレインを発表
http://clicccar.com/2016/12/09/424128/

トヨタが新型2.5L 直列4気筒直噴エンジンと8速/10速ATを開発!! CO2排出量を15％以上削減へ
http://clicccar.com/2016/12/07/423842/

疑似10速モードを持つ、新型レクサスLC500hの心臓部・マルチステージハイブリッド
http://clicccar.com/2016/12/08/424482/

トヨタの新型パワートレイン発表で見えてくる、今後の車載電池の動向
http://clicccar.com/2016/12/10/424292/

トヨタが電動化を加速！2050年に「脱エンジン」を目指す
http://clicccar.com/2016/12/08/424542/

2020年以降、電動車両が増えていくと考えられていますが、トヨタは「Toyota New Global Architecture（TNGA）」により、エンジン・トランスミッション・ハイブリッドシステムといったパワートレインを一新します。

その発表と同時に、新型2.5リッターエンジン、横置き8速AT、ハイブリッドシステムが世界初公開されました。

『Dynamic Force Engine』と名付けられた新型の直列4気筒エンジンは、基本となるアーキテクチャからゼロベースで開発されたもの。シリンダー内に強いタンブル流を生み出す理想的なポート形状や、ボアストローク比を約1.2とするなど、最適な高速燃焼を実現する共通要素を導き出したといいます。

そうした共通アーキテクチャに基いて生み出された最初のエンジンといえる、この2.5Lエンジンは、新開発8速ATとハイブリッドのいずれとも組み合わせる予定となっています。

詳細なデータは未公表ですが、最大熱効率はコンベンショナル仕様で40％、ハイブリッド仕様で41％と従来のトップランナーを大きく上回る数値を実現。最高出力はリッター当たり60kWといった数字がアナウンスされました。

なお、燃料噴射装置は新型マルチホール直噴インジェクターを基本とし、エンジン始動時などにポート噴射を使う、併用型のD-4Sとなっています。

『Direct Shift』と名付けられた新型トランスミッションは、FF用8速ATと、海外で発表済みのFR用10速ATが公開されました。高効率なエンジンのさらに”オイシイ領域”を活用する制御、伝達効率の向上、走りを楽しくする高応答変速といった要素をバランスさせた新型トランスミッション・シリーズです。

世界初公開となった8速ATは、伝達効率向上のために超仕上げ歯面ギヤを採用。ロックアップ領域を広げるために多板クラッチを用いるなどステップATでありながら、名前の通りにダイレクト感を狙ったメカニズムとなっているのが特徴です。

また、FR用10速ATは世界最速かつスムースな変速がセールスポイント。0.22秒という世界最速クラスの変速時間を実現しています。

次期カムリから搭載されると予想される2.5リッターのコンベンショナルエンジンとハイブリッドシステム。ハイブリッドユニットはプリウスの構造を基本に、高トルクに対応したタイプとなっています。

こうして新型エンジン・トランスミッションを発表する一方で、2020年以降の電動車両の増加トレンドに対しては、300名程度のエンジニアを従来の内燃機関中心の部署からハイブリッド部署にシフトすることで対応するという発表もありました。

トヨタでは電動化をハイブリッド技術と称していますから、ハイブリッド・電気自動車・燃料電池車といった電動車両の拡大に向けて、開発リソースの配分についても着手しているというわけです。

基礎研究段階からサプライヤーや協業している他社と密接に連携を取ることで、次世代テクノロジーの開発を加速させるといったように開発体制も見直されるということです。

環境対応を考え、今回発表された新技術を盛り込んだ新世代パワートレインの導入は急がれます。2021年までに『Dynamic Force Engine』は9機種17バリエーション、『Direct Shift』は4機種10バリエーション、ハイブリッドシステムは6機種10バリエーションと一気に市場導入することも発表されました。

（山本晋也）

トヨタ自動車が2019年に発売予定の次期カローラに、新開発の2.0Lエンジンを搭載するそうです。

同エンジンは、プリウスで初採用した新設計思想「TNGA」に沿って開発、日米欧など世界で年間100万基規模の生産体制を整える模様。

新聞報道によると、直4「AR」型エンジンの後継基となるようで、性能的には2.0Lながらも2.5L相当のパワーを発生するとか。

生産は愛知県豊田市の上郷工場を予定しており、海外ではポーランド工場のほか、米ケンタッキー州、中国・天津市、広州市の工場で生産予定。また搭載モデルによっては、ブラジルや西バージニア州での生産も検討しているそうです。

さらにトヨタでは、新エンジンの開発に要する投資額をTNGAによる設計手法により、従来比で40%低減する計画といいます。

次期カローラに加え、同車に搭載予定の新エンジンに関する今後の詳報が待たれます。

※画像は米国向け現行モデルです

（Avanti Yasunori・画像：トヨタ自動車）