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トヨタ・ヤリスクロスのエンジンは2種 1.5ℓのガソリンCVTとハイブリッド

  • 2020/04/24
  • Motor Fan illustrated編集部
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CVT仕様のM15A-FKSとトランスミッション

トヨタ・ヤリスクロスのエンジンは3気筒1.5ℓの2種に絞られた。ふたつのエンジンにはどのような違いがあるのかを紹介する。

 名称から想像できるように、トヨタ・ヤリスクロスはヤリスのクロスオーバー仕様。ということでパワートレインはヤリスのラインアップから2種、同じものを採用しているようだ。選ばれたのはふたつとも3気筒1.5ℓで、CVT仕様およびTHS-II仕様。トランスミッションありきでエンジンを紹介するというのがいかにもトヨタらしく感じられる(通常は何リッター何気筒と何リッター何気筒がラインアップという紹介の仕方をする)。つまり、エンジン形式としてはともに「3気筒1.5ℓ自然吸気ガソリンエンジン」であり、組み合わせるトランスミッションと協調させるためにさまざまな改良が加えられている設計。なお、両機ともにTNGAの「ダイナミックフォースエンジン」シリーズであることは言うまでもない。

CVT用:M15A-FKS。オルタネーターが備わることでFXEと判別が可能。(PHOTO:TOYOTA)
THS-II用:M15A-FXE。振動対策としてのアンバランスマスプーリーを装着する。(PHOTO:TOYOTA)

■ M15A-FKS/FXE
気筒配列 直列3気筒
排気量 1468cc
内径×行程 80.5×97.6mm
圧縮比 13.0(FXS)/14.0(FXE)
最高出力 120ps(88kW)/6600rpm(FKS)/91ps(67kW)/5500rpm(FXE)
最大トルク 145Nm/4800-5200rpm(FKS)/120Nm/3800-4800rpm(FXE)
給気方式 自然吸気
カム配置 DOHC
吸気弁/排気弁数 2/2
バルブ駆動方式 ロッカーアーム
燃料噴射方式 DI(FKS)/PFI(FXE)
VVT/VVL In-Ex/×

 エンジン型式は2機種ともに「M15A」であり、サフィックスがCVT仕様ではFXS、THS-II仕様ではFXEと異なる。先行して登場した4気筒M20A型の1気筒を除いた構造であり、いわゆる近年各社で見られるモジュール設計エンジンである。

・小径ボアによる冷却損失低減→ロングストローク設計
・高タンブルを生むための吸気ポート配置→バルブ挟角拡大設計
・高圧縮比(高容積比)設計+NAミラーサイクル
・電動ウォータポンプ

などの手段はダイナミックフォースエンジンシリーズに通底する思想で、M15A型にも継続採用された。FKSとFXEの違いは以下のとおり。

 3気筒ということで、M15A型には振動対策が施されている。FKSは一次バランサー(つまりエンジン回転数と同じ回転数で逆転)を装着、FXEはアイドルがないことからクランクプーリーをアンバランス設計とすることで振動を前後方向に振り体感しにくくしている。

吸気ポートの様子。イラストはM20A型のもの。(FIGURE:TOYOTA)

 M20A型が燃料噴射装置に直噴+ポート噴射のD-4Sを用いるのに対し、M15A-FKSは直噴のみ/M15A-FXEはポート噴射のみとしている。FXEがエンジン型式を問わずポート噴射のみとしているのはTHS-IIとの組み合わせでエンジン運転領域を最適化できるからだが、FKSがD-4Sを採用しなかったのは吸気ポートを高タンブルが得られるような形状としたことで筒内における混合気生成がうまく図れたため。空気と上手に混ぜないと燃え残り(=PM)が生じてしまいがちな直噴のネガを高タンブル流で解決した格好だ。

 FKSのトピックとして挙げられるのが新設計のピストン。小排気量化に伴う摩擦損失の割合増大に対処するためで、具体的にはスカートの面積を減らすことで抵抗を減らし、あわせて剛性を最適化(低剛性化)することでピストンの受ける横力を上手にいなし面圧を行程内で均等にした。

M15A-FXE。触媒下流から分流するEGR配管が印象的。ヘッドに還流されて冷却、さらに外部の水冷式EGRクーラー(銀色の部品)で冷やし吸気系へ戻す。(PHOTO:TOYOTA)

「トランスミッションありき」ということで、変速機に言及しないのは片手落ちだろう。

 FKSに組み合わせるCVTはプーリ/ベルトのバリエーターユニットに加えて発進用ギヤを備えるダイレクトCVT。常時かみ合い式の歯車を発進ギヤにすることでバリエーターユニットの守備範囲を最適化することができ、小型軽量化が実現した意欲的設計の変速機である。
 M20A型に用いられるものとは異なる1.5ℓ3気筒用設計で、フライホイール/トルクコンバーターにスプリングを追加することでダイナミックダンパーとして作用する振動対策を施した。

 FXEに組み合わせるのはご存じTHS-II。第四世代にあたるユニットで、現行プリウスから採用が始まった形式である。動力分割機構と減速機構を遊星歯車で一体化していた第三世代に対し、減速機構を斜歯歯車にして別軸構成とし、発電機と駆動モーターをタンデム配置したことでユニット全長(つまり搭載したときの幅)を著しく短縮することに成功した。1.5ℓ版では小型オイルポンプを備え、適材適所で給脂によってさらに高効率化を図っている。

ダイレクトCVT。1.5ℓ版として改良が加えられている。(ILLUSTRATION:TOYOTA)
THS-IIトランスアクスル。こちらも1.5ℓ版として高効率化が図られた。(PHOTO:TOYOTA)

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