ND.1非常有樂趣的小跑, 但在高轉的氣虛, 也是罩門之一.
在ND.2進行了改善
轉速 6800 rpm 拉到了 7500 rpm (應該是手排, 自排不知是否有封印)
馬力 160 hp 上調至 181hp
扭力 200Nm 小幅增加至 205Nm
以下是引擎改善處的介紹, 有興趣的朋友 敬請觀賞
原文如下
マツダが部分改良して2018年7月下旬に発売した小型オープンスポーツカー「ロードスターRF」。同車に搭載したのが、高回転・高出力型に進化させた排気量2Lの直列4気筒直噴ガソリンエンジン「SKYACTIV-G 2.0」だ。最高回転数を従来の6800rpmから7500rpmに引き上げ、かつ低回転から高回転まで全域にわたってトルクを高めた。最大トルクは200N・mから205N・mへ、最高出力は116kWから135kWへとそれぞれ向上している。
高回転でも高出力を維持
どこまでも加速が続くような「伸び感」を実現したい──。そんな思いから改良したのが、今回のSKYACTIV-G 2.0だ。同エンジンの開発を担当した迫川茂博氏は、「単に高出力化を図るだけでは不十分であり、高回転でも高出力を出せるようにする取り組みが求められた」と振り返る。同社は、高出力化、そして高回転でも高出力を維持、という2段構えで開発に打ち込んだ。
自然吸気の2L直列4気筒直噴ガソリンエンジン「SKYACTIV-G 2.0」
SKYACTIV-G 2.0の回転数-トルク特性（マツダの資料を基に日経Automotive編集部が作成）
空気量増やし燃焼速度向上
高出力化に向けて講じたのが、気筒内に吸入する空気量の増大と、燃焼速度の向上だ。「高出力化を図るには、空気を多く取り入れたい。だが、そうするとノッキング（異常燃焼）が発生しやすくなる」（迫川氏）ためだ。
そこで、高出力化を図りながらノッキングを防ぐために同社が取り組んだのが、空気量の増大に対しては、吸気ポートのコモン化、インテークマニホールド（インマニ）から吸気ポートへの流れの改善、インマニと吸気ポートの流路断面積の拡大、インマニの流路の短縮──である。一方、燃焼速度の向上に対しては、吸気ポートの形状の最適化、ピストン頂面に設ける山形状の高さの低減、噴射燃料の微粒化、燃料噴射の高圧化・多段化――を図った。
吸気ポートのコモン化とは、気筒ごとに2本ずつ配した吸気ポートのインマニ側を一体化することだ。通常は2本の吸気ポートはそれぞれ独立している。コモン化する利点の1つは、吸気ポートの外壁の表面積を減らせることだ。
新型の吸気ポート。インマニ側の流路を一体化させた（出所：マツダ）
従来型の吸気ポート。気筒ごとに2本ある吸気ポートはそれぞれ独立している（出所：マツダ）
吸気ポートを流れる空気は、吸気ポートの周囲よりも温度が低い。このため、ポートの外壁から入る熱によって暖められる。コモン化でポート外壁の表面積が小さくなることで、外壁から入る熱量が減り、気筒内への吸入空気の温度を下げられる。温度が低い方が空気の密度が高くなるので、より多くの空気を取り込めるようになる。
インマニから吸気ポートへの流れの改善では、吸気ポートに対するインマニの入射角を最適化した。吸気ポートの中心部に向けてなるべく真っすぐな流れを作れる角度にした。この改善と、インマニと吸気ポートの流路断面積の拡大やインマニの流路の短縮の合わせ技で吸気抵抗を低減し吸入空気量を増やした。
新型の吸気ポートとインマニ。吸気抵抗を低減した（出所：マツダ）
従来の吸気ポートとインマニ（出所：マツダ）
一方、燃焼速度に対しては、吸気ポートの気筒側にジャンプ台のような曲率を設けた。これにより吸入空気の気筒への進入角を水平に近づけ、気筒内の縦渦（タンブル流）を強めた。
左が新型、右が従来型のピストン。ピストン頂面の山形状を低くすることで、強めたタンブル流を阻害しないようにしている
タンブル流が強まれば、気筒内の混合気の撹拌が促進され、燃焼速度が向上する。ピストン頂面の山形状の高さ低減は、こうして強めたタンブル流を阻害しないようにする方策だ。山形状が高いとタンブル流がそこに当たって弱まってしまう。
噴射燃料の微粒化と燃料噴射の高圧化・多段化は、噴射した燃料の気化を促進し、燃焼速度を上げる効果がある。燃料の噴射圧力が高いほど燃料を微粒化しやすくなる。燃料の粒は小さいほど気化しやすくなり、燃焼速度が高まるからだ。噴射圧力は従来の20MPaから30MPaに高めている。
燃料噴射の多段化については、噴射回数を従来の最高2回から最高3回に引き上げた。噴射回数を増やすと、1回当たりに噴射する燃料の量を減らせる。すると、ノッキングの要因にもなる気筒壁面への燃料の付着を減らせ、ノッキングの抑制につながる。
加えて、噴射燃料を微粒化して霧吹き状にふわっと噴くようにすることで、噴射燃料の到達距離（ペネトレーション）を短く抑えて、同様の効果を引き出した。さらに燃料噴射の多段化により、より点火に近いタイミングで点火プラグ周辺の混合気を燃料リッチにする。これにより、燃焼の立ち上がりを速め、燃焼速度を高めた。
排ガスの抜け改善
高回転でも高出力を維持するための取り組みは、排ガスの抜け（排出性）の改善と機械抵抗や慣性質量の低減である。排ガスがエンジンの回転に合わせてしっかりと抜けないと出力は低下する。機械抵抗と慣性質量はエネルギー損失につながり出力の低下を招く。
排ガスの抜けの改善に対しては、排気ポートの形状の最適化と同ポート出口径の拡大、排気バルブ径の拡大、エキゾーストマニホールド（エキマニ）のパイプ内径の拡大――を図った。
新型の排気ポートと排気バルブ（出所：マツダ）
従来型の排気ポートと排気バルブ（出所：マツダ）
エキゾーストマニホールドの改良（出所：マツダ）
従来の排気ポートでは、ポート内を流れる排ガスがポート内壁から剥離し、ポート内壁側に排ガスが流れにくくなる。このため、流路の有効径が小さくなっていた。同社は、排ガスが剥離せずに流れるようにポート形状を見直し、流路の有効径を拡大した。その効果と前述のその他の取り組みによる効果により、排気抵抗を低減して排ガスの抜けを改善した。
機械抵抗の低減に向けては、ピストンのスカート部の幅を狭くした（ショートスカート化）。これにより気筒とピストンの接触面積を減らした。慣性質量の低減に対しては、ピストンやコネクティングロッド（コンロッド）を軽量化した。
（日経 xTECH／日経Automotive 富岡恒憲）
