大排気量自然吸気エンジンはナゼ消えた? 小排気量ターボが主流となったトラック用ディーゼルエンジンの進化の歴史を紐解く!!

 かつて大型トラック用ディーゼルエンジンといえば、20L級の自然吸気が当たり前だったが、それも今は昔。最新のトラック用ディーゼルエンジンはすべてターボチャージャー付きとなり、排気量は10L前後に……。なかには大型車で7.7L級エンジンを搭載するモデルまで存在するから驚きだ。

 一体、なぜトラックのエンジンはターボ付きとなったのか? なぜ排気量が年々下がっているのか? 

 トラック用ディーゼルエンジンの知られざる進化の歴史を、トラックに造詣の深い多賀まりお氏が紐解く。

文/多賀まりお 写真/いすゞ自動車、トラックマガジン「フルロード」編集部

【画像ギャラリー】小排気量でも力持ち!! ダウンサイジングを進めるいすゞの大型トラック用ディーゼルエンジンのバリエーションをチェック!!(6枚)画像ギャラリー

排出ガス規制と省燃費化への対応

いすゞ自動車が1997年発売の大型セミトラクタ「ギガトラクタ」に搭載した「10TD1」型V10ディーゼルエンジン。排気量30390ccは公道用車両エンジンとして過去最大。最高出力は600PSを発揮した

 ディーゼルエンジンの排出ガスに含まれる主要な規制対象物質は、高温の燃焼によって空気中の窒素と酸素が結びついて発生する「窒素酸化物(NOx)」と、酸素が少ない(燃料が濃い)状態で燃焼した際に発生する「粒子状物質(PM)」の2つに大別される。

 どちらも環境や健康への影響が指摘され、近年規制の厳格化が進んでいる。

 NOxはガソリンエンジンでも発生するが、多くのガソリン車が使う「理論混合比」燃焼のエンジンでは、炭化水素、一酸化炭素の酸化と同時に窒素酸化物を還元する「3元触媒」によって浄化している。この3元触媒が効果を発揮するには、排ガス中に酸素が残っていないことが求められる。

 だが、燃料噴射量だけで負荷調整するディーゼルエンジンの燃焼は、基本的に空気が過剰な状態で行なわれる。そのため排ガス中に酸素が残り、3元触媒ではNOxが還元できない。

 ディーゼル排ガス規制対応の初期は、ほかに効果的なNOx浄化方法が確立されていなかったため、エンジン本体での対応が先行。主な手法は、酸素濃度の低い排ガスを燃焼室内に再循環させる「EGR」で、燃焼を緩慢化させて燃焼温度を下げる効果を持つ。

 いっぽう、触媒技術の開発が進んだ現在は、厳しい排ガス規制に対応するためPMを捕集するフィルター(DPF)とともに、NOxを低減する後処理装置の搭載が事実上不可欠に。後処理装置の代表格が、尿素水溶液(アドブルー)から変換したアンモニアによって効果的にNOxを還元する「尿素SCR触媒」だ。

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