国産エンジン史エコカーその1・日本車変革がマスキー法から始まる

自動車用エンジンの環境対策の歴史は浅い

平たく言えば、昔の自動車には大気汚染対策など無きに等しいものでした。

ですので、パワーを上げようと思えば大型のキャブレターで濃い燃料を大量に送り込んでどんどん燃焼させ、その結果として排ガスが多少濃くなろうとも、あまり気にする人はいなかったのです。

ですから、規格によって排気量が小さく定められた車ではひたすら高回転高出力、そうでない車は大排気量エンジンで大パワー大トルクが当たり前で、日本でもそうしてパワー競争が過熱していたのでした。

今でも「ソレックス」や「ウェーバー」といったキャブレターの名前を耳にする事があると思いますが、それらのハイパフォーマンスカー用キャブレターは、排ガス規制と無縁の時代の産物だったのです。

晴天のへきれき-マスキー法-

ところが、1970年に米国のエドムンド・マスキー上院議員の発案で、米国の「大気浄化法」に大きな改正が加えられました。

発案者の名を取り「マスキー法」と呼ばれたこの法律は、1975年以降に製造する自動車の排ガスから一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)を1971年以前のモデルの1/10へ、同じく1976年以降は窒素酸化物(NOx)を1/10にするという、非常に厳しいものだったのです。

慌てたのは米国自動車メーカーのビッグ3(GM、フォード、クライスター)で、何しろ彼らはそれまで「大排気量車で燃料をどんどん燃やして排ガスを撒き散らしている側」だったものですから、マスキー法に猛反発し、当初の厳しい規制を事実上撤廃させてしまったのでした。

独自変革の道を歩んだ日本

しかし、その間に北米市場を失う危機感を持った日本の自動車メーカーおよびその所轄官庁は独自の排ガス規制を定め、その後のアメリカでの排ガス規制を悠々クリアするようになっていきます。

そのためには、それまでの高回転高出力型エンジンから開発資源を引き上げて排ガスのクリーン化や燃費低減へ開発資源を集中する必要がありました。

そのため、一時的に日本車からはスポーツモデルが消滅したり、休止が相次ぎ、日本国内でのレース活動、ことにワークス体制で行われるようなものも停滞を余儀なくされました。

しかし、それと引き換えに手に入れた環境技術と、その後も発展していくための道筋は、日本車の大きな財産となったのです。

マスキー法クリア第一号「CVCC」

厳しい排ガス規制をクリアするためには、大きく分けて二つの方法があります。

一つはエンジン本体で今までのように「濃い燃料を送り込んで大出力を得る」方法をやめ、薄い燃料で効率的に燃焼させる方法。

もう一つは、排気ガスを浄化するための触媒を装着し、段階的に厳しくなる規制に対応して、触媒を強化していく事。

既存のエンジンに装着することで対応できる後者に注目が集まりますが、当時はまだ現在のように排ガス浄化に十分な効果と、頻繁なメンテナンスを必要としない耐久性を併せ持つ触媒が無かったのです。

その結果、マスキー法を先駆けてクリアしたのは、エンジン自体を希薄燃焼させる方式を確立した「CVCC」を実用化したホンダとなり、歴史に名を残したのです。

「CVCC」の大きな特色は「副燃焼室」

ホンダが開発し、後にトヨタも一部採用したCVCCの概要は、次のようなものでした。

まず、燃料を爆発燃焼させる燃焼室そのものは、主・副の両方を備えます。

その上で主燃焼室では従来よりも希薄な燃料をキャブレター(燃料と空気を混ぜ合わせ、その混合器を燃焼室に送る装置)から送り込みます。

しかし、混合気の中の燃料の比率があまりに薄いと、点火プラグで着火しても失火する事が増えて、生ガスがそのまま排気される事になり、かえって排ガスの浄化に役立ちません。

そこで、副燃焼室には別個のキャブレターを持たせて少量の燃料を送り、主燃焼室よりも濃い混合気で確実に着火させる事で主燃焼室の混合気の燃焼も誘発、失火を防ぐ事で希薄燃焼を実現させたのです。

「ビッグ3でさえ実現不可能と言ったマスキー法をクリアした」としてホンダCVCCは世界を驚かせ、初搭載となった初代シビックはアメリカの「オートモーティブ・エンジニリアリング」誌が選出する、「20世紀優秀技術車」の1970年代部門優秀車に選ばれたほか、その後の全てのエコカーの先駆けとなったのでした。

その後は電子制御インジェクション(キャブレターにたよらない、電子制御燃料噴射ノズル)による、燃焼に最適な燃料供給の実現や触媒の発達により、CVCC方式は現在まで残ってはいませんが、ホンダは今でも燃料電池車などで独自の環境技術の開発に、今でも力を入れています。

 

次回はマツダのロードスターに搭載されていることで有名なロータリーエンジンについて紹介しようと思います。

国産エンジン史エコカーその2・ロータリーの栄光と転落

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