【ロータリーエンジンついに復活!】レンジエクステンダー技術に見る次世代ロータリーエンジンの可能性

 10月23日、東京モーターショーにてマツダは初の量産EVを発表する。

 2020年に発売を目指すそのEVは、発電を担うロータリーエンジン(以下:RE)レンジエクステンダーの搭載も予定されている。2012年に生産終了したRX-8以来のRE搭載車だ。

 しかしREファンは、『発電用エンジンでしょ』と思うかもしれない。だが、限られた情報からREレンジエクステンダーを考察してみると、マツダの壮大なプランが見えてきた。

文/濱口康志(ロータリーエンジン研究家)
写真/MAZDA、編集部

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■発電用だけどロータリー復活! その中身は!?

 8月末、ノルウェーのオスロにて開催された『MAZDA GLOBAL TECH FORUM 2019』で、新型REレンジエクステンダーが公開された。

CX-30のプロトタイプEV。外板はダミーで、実車デザインはまったく違うものになるらしい。モーターの最高出力は105kW(142.8ps)、最大トルクは265Nm(27.0kgm)。DC充電はCHAdeMO規格に対応
まだその存在が明かされただけの、ロータリーエンジンを使ったレンジエクステンダー

 REは、高出力で軽量・コンパクト、往復運動がなく吸排気バルブも持たないためエンジンの静粛性が高い。効率のいいエンジン回転数で定常運転できるレンジエクステンダーに最適である。

 そのREレンジエクステンダーについて、詳細なスペックは今のところ未公表だが、ユニット画像をもとに推測してみたい。

 RE本体は横置きシングルローターで、ジェネレータ、駆動モーター、インバーターなどと一体型ユニット。

 REの出力特性を決める吸排気ポートは、サイドハウジングに設けるマルチサイドポート方式で、確認できる限り、吸気ポートは1ポート、排気ポートは2ポートとなっている。

 燃焼を終えたガスは、ふたつの排気サイドポートから排出後ひとつに集合し、三元触媒を通って車両下面から排気される。

 燃料噴射方式は、直噴ではなくポート噴射式。RE特有のガスシール潤滑装置もRX-8後期型と同じ3本ノズルE-MOP(電磁式メタリングオイルポンプ)が採用されており、ユニット構成は全体的にRX-8の13Bとそう変わりはなく見え、かなり手堅い印象だ。

マツダ RX-8。小型化・高性能化を進めた自然吸気の新世代ロータリーエンジン「RENESIS(レネシス)」を搭載

 しかし、目新しいところが見当たらないわけではない。

 特徴的なのは点火装置。一般的なダイレクトイグニッションのスパークプラグ点火ではあるが、従来までの2プラグから1プラグになっている。REの細長い作動室形状を1プラグでいかに燃やしきるのか、気になるところ。

 シリンダーブロックにあたるエンジンハウジングもすべてアルミニウム製に見える。エンジン内部のローターやアペックスシールなどREの要となる部分も新素材によって軽量化やフリクションロス低減を狙ってくるだろう。

 さらに、この新型REレンジエクステンダーで最も注目したいのは、エンジンサイズである。

 REらしくコンパクトではあるが、プラットフォームに収まった様子は、搭載方法が異なるが以前のREレンジエクステンダーより大きい。では、なぜ大型化を選んだのか?

 第一に、このレンジエクステンダー用REを使ってPHEVやシリーズハイブリッドへの発展性も見込んでいるため、より高出力のジェネレータに対応できることを想定していること。

 そして、REが持つ水素、LPG(LPガス)やCNG(天然ガス)などガソリン以外の燃料への適応性の高さから、将来的に燃料の多種化が進んだ時の対応を見越していること。特に水素で出力を得るには大きな排気量があったほうがいい。

 そこで、排気量を推測してみた。プロトタイプEVのベース車両となっているCX-30のエンジンルーム実寸法を測って、ローターハウジング幅(レシプロでのボア相当)を算出してみると、あるREと同じ寸法であった。

 そのREとは、2007年に公開された次世代RENESIS 16Xだ(単室容積800cc×2ローター)。

東京モーターショー2007で、次世代ロータリーエンジンとして出品された16X。排気量を800cc×2とアップと直噴化で、低速トルクと燃費を改善

■駆動用ロータリーエンジンの未来を読む

 現在もこの16Xをベースとして、次期REスポーツカー用エンジン「SKYACTIV-R」の開発は進められているという。そしてREレンジエクステンダーも、16Xを共用することを選んだのではないか。

東京モーターショー2015に出展されていた「RX VISION」。当時はSKYACTIV-R搭載で、後輪駆動とアナウンスされていた

 よって、REレンジエクステンダーの排気量は800ccと予想する。4000rpmで出力が50kW(68ps)、トルク100Nm(10.2kgm)くらいだろうか。エンジン出力は、使用するジェネレータサイズに合わせて、エンジン回転と吸排気ポートのタイミング変更で調整できるだろう。

 この共用化にはメリットが多い。開発リソースが限られるREにとって、非常に合理的なのだ。ローターやガスシール類などパーツを共通化できる可能性もあるし、開発スピードも上がる。いざ市場導入となった時にライン設備などを含め、生産面でも大きなコスト削減に繋がるはずだ。

 そのSKYACTIV-Rだが、まださまざまな課題があるように思える。公開されている特許を見た限りでは、パワーと燃費を画期的に上げるようなものはまだ見えてこない。

 年々厳しく求められる環境性能に適合し、省燃費性能も上げつつ、高いパフォーマンスを持ったREにするには、SKYACTIV-Xのような点火方式の革新的技術や個々の素材から表面処理のようなベーシックな技術のブラッシュアップも必要だろう。

 また、マイルドハイブリッドなどREらしさを損なわない電動化も求められると思う。だが、内燃機関の技術革新を次々と達成してきたマツダである。飽くなき挑戦で高い目標を打破してくれることを期待したい。

 何より、ベースエンジン共用化が発展性のあるREレンジエクステンダーを生む。その先にあるSKYACTIV-Rの誕生、すなわち世界中が待ちわびるREスポーツカー復活の足がかりとなるだろう。

 マツダはそのようなREのロードマップを描いているに違いない。

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