토요타, 신개발의「GD형」클린 디젤 엔진 설명회

최대 열효율 44%를 달성한「1 GD-FTV」는 신형 프라도에 탑재

(2015/8/22 00:00)

2015년 8월 19 일개최

　설명을 실시한 것은 토요타 자동차 엔진 개발 추진부의 빈촌 칸바시언씨.우선, 서론으로서 토요타의 디젤 엔진이 연간 100만대 규모로 생산, 판매되고 있어 2014년에 있고는 포 룩스 워겐, 포드, PSA(푸조・시트로엥)에 이어 세계 제 4위의 생산 대수이다고 설명.「그 중에서도 온 세상의 고객에게 사랑해 주시고 있어 의 것은 2.5 리터와 3.0 리터의 배기량 바리에이션을 가지는“KD”엔진으로, 연간에 글로벌로 생산하는 100만대 가운데, 약 8할을 차지하는 」 (으)로 했다.그 이유로서「2001년에 당시로서는 세계를 바라봐도 드문 일이었지만, 국내, 유럽을 제외한 지역에 최신예의 코먼 레일 디젤을 도입 한」일을 들어 현재는 도입국이 156개국이 되어 온 세상의 자동차 메이커 중(안)에서 톱(토요타 조사해)이다고 했다.

　계속해 전세계로부터 큰 신뢰가 전해지고 있는 것에 대해, 엔지니어로서「어떤 가혹한 도로 사정에서도 고객이 안심해 생활할 수 있는 쿠 르마 만들기를 목표로 하고 있는」와 설명.「가혹한 환경에서도 평지와 변함없이 식카리 달릴 수 있는 자동차가 아니면 고객은 만족되지 않습니다.특정의 지역 뿐만이 아니라 온 세상 목과 같은 씬에서도 품질, 내구성, 신뢰성에 만족해, 안심하고 타 받을 수 있는 토요타의 디젤 엔진이 실린 자동차 만들기를 목표로 하고 개발을 계속해 왔다.지금까지도, 지금부터 앞도 바뀔 것은 없습니다」와 엔지니어로서의 생각을 말했다.

종래형의 연소(좌측)

차세대고단열 디젤의 연소

　동시에 흡입 공기량의 증가를 목표로 해, 흡기 포토를 저류동의 포토 설계로 변경했다.이것에 의해 종래형보다 11%향상해, 결과적으로 배기량 (을)를 2.8 리터에 내렸지만, 터보차저가 과급하고 있지 않는 영역에 있어도 토르크가 8%향상.터보차저도 소형화가 가능하게 되었기 때문에, 발진시, 저속시의 동력 성능이 비약적으로 향상했다고 한다.

공기량의 증가를 위해서 흡기 포토를 신개발

배기량을 내리면서 흡입 공기량을 향상

피스톤이 상사점에 오기 전에 바깥 공기 상태에 맞추어 연소실내의 온도를 일정하게 하기 위해, 몇차례의 미소 분사에 의한 예비 연소를 실시하는

연료의 분무 형상에 맞추어 설계된 외주부를 A, B상하의 2개의 공간으로 나누어 연료 분무를 배치해 연소시킨다

미소한 애프터 분사에 의해 아직 사용하지 않은 연소실 중앙 부근의 공기층을 다 사용한다

세계 최초의「TSWIN」기술을 채용, 터보차저도 신개발　

　이렇게 해 얻은 열에너지를 효율적으로 동력으로 변환하는, 세계에서 처음으로 토요타가 도입한 기술이「TSWIN(Thermo Swing Wall Insulation Technology)」다.피스톤에 단열 특성을 가진 실리카로 강화한 다공질의 양극 산화막을 코팅 하는 것으로, 피스톤으로부터 빼앗기는 열에넬 기를 약 30%저감 할 수 있었다고 해, 실험에서는「단열 특성이 높을 뿐만 아니라, 어느A 온도 이하가 되면 방열 특성이 높아져, 엔진의 흡기 행정시에 차갑게 밀도의 높다 공기를 실린더내에 수중에 넣을 수 있는」일이 증명되었다고 한다.    

　디젤 엔진과 궁합이 좋은 터보차저도 새롭게 개발했다.연소 기술을 최대한으로 꺼내기 위해서 터빈이나 임펠러의 개량에 더해 터보의 특성을 보다 전역으로 타카오답으로 다이나믹하게 작동시키는 고유동인 베인을 가진 가변 노즐과 엑츄얼레이터의 개량에 임했다고 해, 「엔 진 개발과 일체화하는 것으로 출력 근처의 터보 사이즈에서는 세계 최소」를 실현.게다가 종래 모델보다 약 50%의 과급압의 상승 특성을 얻을 수 있던 그렇게 (이)다.이것에 의해 저속으로부터의 동력 성능을 크게 향상하고 있다고 한다.

피스톤 상부에 실리카 강화 다공질 양극 산화막을 코팅.연소를 정밀하게 컨트롤 하는 것으로 슬러지등의 부착에 의한 성능 저하는 없다고 한다

알루미늄과 비교했을 때의 온도차

터보차저를 신개발

약 30%의 소형화를 실현

촉매 시스템의 리뉴얼

　GD형 유닛에서는「헤세이 22년(포스트신장기) 배출 가스 규제」나「EURO6」에 대응하기 위해서, 질소산화물을 최대 99%저감 한다 요소 SCR 시스템을 국내와 유럽에 도입하고 있다.이것은 시뮬레이션이나 가시화 기술을 활용해, 독자 개발한 컴팩트한 고분산 요소 시스템으로, 가혹한 땅 역으로의 실차 시험으로 품질, 신뢰성, 내구성을 확인하고 있다고 한다.프라도의 경우, 요소 탱크의 용량은 12 L로, 일반적인 주행이라면 1만 5000 km 정도 가진다.와 는 엔진 오일의 교환 시기를 의식한 것으로, 동시에 교환하는 것을 상정하고 있다.     　한편, 요소 인프라가 충분하지 않은 지역이나, 연료나 오일의 특성 레인지가 넓고 고기능의 촉매를 사용할 수 없는 지역에서도, 촉매로 개량을 더하는 것으로 촉매 사이즈를 소형화.사용 귀금속량을 줄여 자원 환경에 공헌하고 있다고 한다.또, 「시시각각 바뀌는 환경 요구에 시기적절하게 대응하기 위해(때문에), 지금까지 차종마다 에 다른 레이아웃으로 배치하고 있던 촉매를, 엔진에 심플하게 정리 전개성을 높이고 있는 일도 특징」라고 말했다.

독자 개발한 컴팩트한 고분산 요소 시스템을 채용

프라도에는 2.8 리터의 1 GD-FTV 유닛을 탑재

하이 퍼포먼스와 정숙성을 양립

연비의 향상과 에미션의 저감도 실현

87개국으로부터 차례차례 신형 엔진으로 전환해

69만대/년을 차례차례 신형 엔진으로 전환해

글로벌 모델을 개발할 때는, 다양한 환경이나 쓰여지는 방법에 미트 하고 있을까를 현지에서 확인.해외의 테크니컬 센터나 엔진 공장, 차량 공장이라고 하는 해외 사업체가 함께 개발을 실시한다

유럽용 오리스에는 1.4 리터 디젤 엔진을 탑재

이번 디젤 엔진에 의해, 14기종 투입 예정의 고열 효율저연비 엔진중 11기종을 예정 대로 전개

　마지막에 GD형 엔진은「골격의 쇄신과 토요타 차세대고단열 디젤 연소, 신개발의 소형 터보차저의 효과로 발진시부터 강력하다 동력 성능을 즐길 수 있는」「엔진을 건 순간부터 전역으로 조용하고 쾌적한 주행을 체감 할 수 있는」와 어필.「우리가 온 세상에서 단련해 뽑아 개발한 최신의 디젤 엔진을, 일본의 여러분에게도 즐길 수 있으면 좋겠다고 생각하고 있습니다」와 매듭지었다.

덴 소제의 제4세대가 되는 고압 연료 서플라이 펌프.최대 분사압은 250 MPa까지 대응하지만 220 MPa로 사용

코먼 레일

G4S 인젝터

피스톤.표면에 실리카 강화 다공질 양극 산화막이 코팅 되고 있다

촉매 시스템.촉매 부분이 2 분할이 되고 있는 것은 처리의 형편이라고 한다

촉매 부분

요소 인젝터와 안쪽으로 보이는 것이 고확산 분산판.3매의 분산판을 거듭하는 것으로 압력 손실을 최소한으로 억제하고 있다

신개발의 터보차저

흡기측은 신개발의 알루미늄재로 배기측과 같이 3 차원날개를 채용.이것은 세계 최초라고 한다

배기측.휠 주위에 있는 것이 가동식 베인.부하에 따라 액츄에이터에 의해 무단계에 변화

잉꼬 네루를 사용해 정밀 주조 된 터빈 휠.안쪽이 KD형, 앞이 GD형으로 사용되고 있는 것

3 차원날개＆내부 구조의 최적화등에 의해 최고 회전수는 16만 rpm에서 23만 rpm로 업

엔진 일체가 된 DPF(디젤 미립자 포집 필터)

새롭게 채용이 된 고효율 저류동흡기 포토

http://car.watch.impress.co.jp/docs/news/20150822_717364.html

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