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更新日:2018.10.04 / 掲載日:2018.04.12

解説!トヨタ渾身の新世代パワートレーン

トヨタは、「いいクルマづくり」の構造改革「TNGA」によって走行性能と環境性能の両立を追求した、新しいエンジンや駆動系ユニット群を発表した。中でも発進ギヤ付きCVTが注目度大だ!

その1:2.0Lダイナミックフォースエンジン

  • ピストンにもクロスハッチ
    世界初のレーザーピットスカートピストン。スカートしゅう動部に鏡面加工を施し、低フリクション化。表面にはレーザーでクロスハッチの細溝を設けることで耐スカッフ性を向上。樹脂コーティングされるが、下地の溝効果が出るという。

  • 全域で性能アップ
    新エンジンシリーズでは、ロングストローク化や高タンブルポートなど、使い方次第では出力で不利な技術をうまく活用。全域でトルクが向上しているが、特に4000rpmとトップエンドの伸びが目立っている。高い吸排気性能や急速燃焼技術の現れ。

  • 2.5Lと同じ燃焼を実現
    吸気流れやタンブルのシミュレーション。単シリンダーで625ccは先にリリースされたカムリ用A25Aだが、2リッターでも同じような特性になっている。右は熱発生率の比較で、こちらも一致しており燃焼の共通化が図られている。

  • 41%(HV)の最大熱効率
    熱効率マップ。最大熱効率は2600rpm付近のトルク130N・m程度を中心としたエリアとなるが、常用域での燃費性能を上げるため、低燃費領域を低回転低負荷側に拡大している。CVTとの組み合わせで相乗効果が高そうだ。

 HVやFCVに代表される次世代技術車だけでなく、内燃機関でもTNGA(トヨタ ニュー グローバル アーキテクチャー)による大胆な構造改革をグローバルで進めるトヨタ。
 エンジンでは、カムリ用の直列4気筒A25A、レクサス用V6ツインターボV35Aに継ぐ第3弾として2リッターのダイナミックフォースエンジンを発表。燃焼のコモンアーキテクチャー化で、シリーズを通じたロングストロークを採用して急速燃焼を実現。A25A同様に、ハイブリッド用で41%、コンベンショナル用で40%の最大熱効率を実現している。
 このエンジンでは、ピストンスカートに世界初のレーザーピットと呼ばれるクロスハッチ溝をつけている。ロングストロークと高タンブルポートながら吸入効率が良く7000rpm(コンベ用)まで回せる仕様となっており、連続高速走行下でもピストンスカートの耐スカッフ性を確保しているという。新エンジンシリーズでは、レーザクラッドバルブシートを普及型エンジンに採用したことが驚きだったが、矢継ぎ早に新技術を盛り込んできている。。

その2:ダイレクトシフトCVT

  • 発進用ギヤを搭載して超ワイドで高効率
    新しいCVTは発進用ギヤを装備する。このギヤはMTと似たシンクロ機構を持っており、発進や低速時にシフトされる。これまで培った高度なAT制御技術で、切り替え時のショックなどは徹底的に排除。ダイレクトでスムーズ、高効率を実現。

  • レシオカバレッジは7.5
    CVTの領域を高速側にした結果、レシオカバレッジは7.5と8ATに迫るものに。発進用ギヤはもし全開で引っ張ったら発進から40km/h程度をカバーする。ギヤ伝達なので、動力ロスがとても少なくなっている。

  • 世界初!ベルトの狭角化
    CVTのベルト鋏角を従来の11度から9度へと狭くしている。これによって同じ変速比を変化させる場合でも、移動距離が短くすばやく変速できる。プーリー小径化や慣性質量低減などと相まって、変速スピードは20%アップ。DCTにも引けをとらないという。

  • CVTは2.0L以下へ採用
    横軸にトランスミッションへの入力トルク、縦軸にトランスミッション質量をプロット。CVTを大排気量に対応させると、ATより重くなってしまう。2.5リッタークラス以上はATが有利。このためCVTは2リッター以下に設定するのが効率的なようだ。

その3:ダイナミックトルクベクタリング AWD

  • 新世代パワートレーンの組み合わせ
    SUVなどでは電子制御AWD(4WD)が採用されていて、2WDとAWDでの前後トルク配分を変えている。新AWDのエンジン車用ではリヤデフにトルクベクタリングを持たせてライントレース性を向上。さらにラチェット式ドグクラッチで、2WD時の完全切り離しを実現し引きずり抵抗をなくすことができる。他社の同種のものでは実現してないという。

  • 新設計6MTや2.0L用ハイブリッドも加わる
    2リッターエンジンを中心とした、パワートレーンの展開。CVT、新6MT、専用THS 2がある。AWDでは、コンベンショナル用のダイナミックトルクベクタリング式のほか、HV用ではリヤデフの全体出力を従来比1.3倍に引き上げた新型E-Fourが採用される。エンジンから駆動系まで、従来にない走りと燃費性能の良さを提供する。

 駆動系も新6速MTや4WDシステムがあるのだが、注目度の高いのが新型CVTである。発進用ギヤを備えることで、低速域の効率を飛躍的にアップし、世界トップのワイドレンジ化も実現。

提供元:オートメカニック



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