スズキのニューモデルである、フルカウル仕様の「ジクサーSF250(Gixxer SF 250)」は2020年4月24日、ネイキッド仕様の「ジクサー250(Gixxer 250)」は2020年6月17日に発売が決定。単気筒ながら水冷2気筒の「GSX250R(24馬力)」を凌ぐ26馬力のパワーを発揮する、軽量コンパクトな新設計の油冷エンジンの詳細・ポイント・魅力を、新型ジクサーのエンジン開発者に聞いてみよう。
解説●スズキ株式会社 二輪設計部 森 公二さん
まとめ●北 秀昭(KITA Hideaki)
スズキ・ジクサーSF250(Gixxer SF 250)……48万1800円 発売日:2020年4月24日(金)
スズキ・ジクサー250(Gixxer 250)……44万8800円 発売日:2020年6月17日(水)
低燃費でありながら、高出力を発揮するという、“良いとこ取り”のエンジン
油冷システムは、スズキが初めて量産化に成功(1985年発売のGSX-R750)した機構。その後、2008年発売のGSX1400までの23年間に渡り採用されてきたが、スズキでは現在、基本的にスポーツモデルには、油冷式よりも大きな発熱量を容易に処理できる水冷式を採用している。水冷式は、“リッター400馬力以上”のモンスターエンジンにも対応する、レーシングマシンには不可欠な方式となっている。
ジクサーSF250、ジクサー250の開発にあたり、スズキでは、「巨大な熱量を発生する、リッターバイク等の超ハイパワーエンジンでない限り、水冷ほどの冷却効率を持たせる必要はないのでは?」という点に着目。
「ジクサーが掲げるコンセプトならば、油冷でもいけるんじゃないか?」
この考えがきっかけとなり、ジクサーSF250、ジクサー250には、軽量な油冷エンジンを採用することとなった。
一方、ジクサーSF250、ジクサー250に採用された、新開発の油冷エンジンの最大のポイントは、「オイルの流し方を最適化していること」。
具体的には、燃焼室を取り囲むように、「オイルジャケット」と呼ばれる、人間の腸のような1本につながった、一定の断面積を持つ“オイルの通路”を配置。
この細い通路にオイルを流すことで、少ないオイル量でも、高い流速で全体に保つことが可能。通路全域において、効果的に熱を奪い、冷却できることが可能となった。
また、オイルジャケットの一部通路には、「BLB(バウンダリー・レイヤー・ブレイカー)」と呼ばれる、オイルの流れを、あえて乱すための突起を設置。これにより、オイルの流速が変化→オイルの“境界層”が壊れる→その結果、熱伝導率が増加するという効果を生み出すのがポイントだ。
新型の油冷エンジンは、冷却専用のオイル経路と、本来のオイルの役割である潤滑用のオイル経路を別にすることで、冷却効率をアップ。
冷却用と潤滑用の2つのオイル経路を設けることで、オイルクーラーで冷やしたオイルは、ダイレクトに燃焼室の冷却に当てられるのが特徴だ。
新型の油冷エンジンは、シリンダーの内部から、熱伝達を補助するために、『クーパーグリップ』を採用。「クーパーグリップ」とは、スチール製スリーブ(ピストンが上下する丸い筒)の外周面を、凹凸形状にしたもの。これにより、アルミ製シリンダーとの密着性を向上。また、凹凸形状によって表面積が増え、熱伝達性もアップするのが特徴だ。
ジクサーSF250、ジクサー250には、冷却効率の向上を目指し、大型のオイルクーラーを採用。また、渋滞など停止時の無風状態に対応するため、オイルクーラーには電動ファンを設置し、冷却の補助も行っている。
ジクサーSF250、ジクサー250の新型エンジンには、従来の油冷式である『SACS(Suzuki Advanced Cooling System)』に採用されていたエンジンのフィンが廃止されているが、冷却に関してはまったく問題なし。逆にフィンを廃止することで、アルミ素材の減少による低コスト&軽量化を実現した。
エンジンオイルは、冷えている時は粘性が高く(ドロドロしている)、温度が上昇すれば粘性が低下する(サラサラする)のが特徴。油冷式はその特性を活かし、エンジンの冷気時=オイルがドロドロ=熱が伝わりにくい=冷気時の暖気性能に優れ、クリーンなエンジンとすることができた。
温度の試験測定結果について。「油温」はメイン通路の部分、「INバルブシート」はインテークバルブの近く、「EXバルブシート」はエキゾーストバルブシート近く、「シリンダー上部」はシリンダー上部の平均温度を表したもの。
ポイントは、「EXバルブシート」において、空冷式からの大幅な改善が実現したこと。この温度はエンジンの耐久性を確保するために、スズキが目標としていた温度内まで抑えることに成功。
次に「シリンダー上部」の温度に注目。排気ガスに含まれる有害物質“生ガス”を減らしたい場合、燃焼室の温度=シリンダー上部の温度を、出来るだけ高い温度で維持することが要求される。ただし、熱すぎると熱による変形が起こってしまう。
このように「シリンダー上部」には、理想的な温度帯が存在する。新開発の油冷式は、空冷と水冷の真ん中に保つことに成功。この“ちょうどいい温度”が、低燃費性能や高耐久にも貢献している。
ジクサーSF250、ジクサー250のシリンダーヘッドには、カムシャフトを2本備えたDOHC(ダブル・オーバー・ヘッド・カムシャフト)ではなく、カムシャフト1本のコンパクトなSOHC(オーバー・ヘッド・カムシャフト)を採用。
また、吸気&排気効率を向上させるため、吸気バルブ2本、排気バルブ2本を装備した4バルブを導入。低フリクションを可能にした『ローラー型ロッカーアーム』を盛り込むなど、レースで培ったノウハウも凝縮。
ピストンには、スズキ独自のシナジーサークル・テクスチャ―コーティングを、二輪では初採用。このシステムは、同社の四輪「アルト」「スイフト」に導入されているもの。
ジクサーSF250、ジクサー250への採用にあたり、高回転域を常用するスポーツバイク用として最適化。2種類の円の組み合わせにより、独自のテクスチャ―形状に設定。ピストンとシリンダーの間の、エンジン始動時のクリアランスを考慮してレイアウトしているのがポイントだ。
「シナジーサークル・テクスチャ―コーティング」の採用で、高速時における油膜の厚さを最適化することで、エンジンオイルによる過剰な引きずりを低減し、スポーツバイクに相応しい出力特性を実現する。
また、ピストンは鋳造ながら、サイドウォール部分外側を肉抜きし、軽量化を実現。レスポンスの向上や、振動の低減を獲得している。