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スカイアクティブエンジンとは?どんな仕組み?搭載車は何の車種か紹介!

スカイアクティブ(SKYACTIV)はマツダの新世代の自動車設計の総称ですが、とくにエンジンの進化が目覚ましく、世界に先駆けた技術をいくつも実現しています。

今回はそんなスカイアクティブのエンジンについてご説明します。

スカイアクティブエンジンとは

スカイアクティブエンジン

「スカイアクティブ」は2010年に発表されたマツダの新技術の総称で、エンジン以外にもトランスミッション、シャーシ、制御技術など内容は多岐に渡ります。

マツダ車の競争力を一気に向上させるという意欲的なコンセプトの技術であり、それまで各コンポーネントでばらばらだった開発タイミングをスカイアクティブの名のもとに合わせることで、車全体として各コンポーネントを統合的に開発できました。

その最大の目的はマツダ車のグローバルな燃費の向上であり、それまでに比べて段階的に30%もの燃費改善を目標としています。

エンジン単体での燃費改善だけではなく、さまざまなコンポーネントの技術改善によって総合的に目標を達成しようとするのがスカイアクティブです。

今回ご説明するのはその中のエンジンだけですが、スカイアクティブはエンジンだけではないということも覚えておくとよいでしょう。

スカイアクティブエンジンの種類

スカイアクティブの中核たるエンジンについては大きく分けて2種類あり、ガソリンエンジンの「SKYACTIV-G」と、ディーゼルエンジンの「SKYACTIV-D」があります。

また次世代技術を搭載した「SKYACTIV-X」が開発中であり、2019年に登場予定です。

SKYACTIV-GとSKYACTIV-Dには排気量などのスペック差で何機種か設定されており、次のバリエーションがあります。

SKYACTIV-G
エンジン
名称
SKYACTIV-G 1.3SKYACTIV-G 1.5SKYACTIV-G 2.0SKYACTIV-G 2.0
(アクセラ
ハイブリッド)
SKYACTIV-G 2.5
形式P3-VP SP5-VPS、
P5-VP[RS]/
P5-VPR[RS]
PE-VPS、
PE-VPR
PE-VPHPY-VPS、
PY-VPR
エンジン
構造
1,298cc 水冷直列
4気筒直噴
DOHC16バルブ
1,496cc 水冷直列
4気筒直噴
DOHC16バルブ
1,997cc 水冷直列
4気筒直噴
DOHC16バルブ
1,997cc 水冷直列
4気筒直噴
DOHC16バルブ
2,488cc 水冷直列
4気筒直噴
DOHC16バルブ
最高出力・62kW(84PS)/
5,400rpm
(3代目デミオ)
・68kW(92PS)/
6,000rpm
(4代目デミオ)
・74kW(100PS)/
6,000rpm
(アクセラ・RON95仕様)
・82kW(111PS)/
6,000rpm
(アクセラ・RON91仕様)
・85kW(116PS)/
6,000rpm
(デミオ)
・96kW(131PS)/
7,000rpm
(ロードスターP5-VP[RS]・
P5-VPR[RS]共通)
・121kW(165PS)/
6,000rpm
(CX-5・RON95仕様)
・114kW(155PS)/
6,000rpm
(CX-5・RON91仕様)
・113kW(154PS)/
6,000rpm
(アクセラ)
・111kW(151PS)/
6,000rpm
(プレマシー、
ラフェスタ
ハイウェイスター、
ビアンテ)
・109kW(148PS)/
6,000rpm
(CX-3)(2018年5月以前)
・110kW(150PS)/
6,000rpm
(CX-3)(2018年5月以降)
・110kW(150PS)/
6,000rpm
(アテンザ、アクセラ)
・114kW(155PS)/
6,000rpm
(アテンザ、アクセラ)
73kW(99PS)/
5,200rpm
・138kW(188PS)/
5,700rpm
(CX-5)
・135kW(184PS)/
5,700rpm
(CX-5)
・138kW(188PS)/
5,700rpm
(アテンザ、
アテンザワゴン)
最大
トルク
・112N・m(11.4kgf·m)/
4,000rpm
(3代目デミオ)
・121N・m(12.3kgf·m)/
4,000rpm
(4代目デミオ)
・150Nm(15.3kgf·m)/
4,000rpm
(アクセラ・RON95仕様)
・144Nm(14.7kgf·m)/
3,500rpm
(アクセラ・RON91仕様)
・148Nm(14.8kgf·m)/
4,000rpm
(デミオ)
・150Nm(15.3kgf·m)/
4,800rpm
(ロードスターP5-VP[RS]・
P5-VPR[RS]共通)
・210Nm(21.4kgf·m)/
4,000rpm
(CX-5・RON95仕様)
・196Nm(20.0kgf·m)/
4,000rpm
(CX-5・RON91仕様)
・194Nm(19.8kgf·m)/
4,100rpm
(アクセラ)
・190Nm(19.4kgf·m)/
4,100rpm
(プレマシー、
ラフェスタ
ハイウェイスター、
ビアンテ)
・192Nm(19.6kgf·m)/
2,800rpm
(CX-3)(2018年5月以前)
・195Nm(19.9kgf·m)/
2,800rpm
(CX-3)(2018年5月以降)
・210Nm(21.4kgf·m)/
4,000rpm
(アテンザ、アクセラ)
・196Nm(20.0kgf·m)/
4,000rpm
(アテンザ、アクセラ)
142Nm(14.5kgf·m)/
4,000rpm
・250Nm(25.5kgf·m)/
3,250rpm
(CX-5)
・245Nm(25.0kgf·m)/
4,000rpm
(CX-5)
・250Nm(25.5kgf·m)/
(アテンザ、
アテンザワゴン)
圧縮比14.013.0、14.013.0、14.014.013.0
SKYACTIV-D
エンジン
名称
SKYACTIV-D 1.5SKYACTIV-D 1.8SKYACTIV-D 2.2
形式S5-DPTS、
S5-DPTR
S8-DPTS、
S8-DPTR
SH-VPTS、
SH-VPTR
エンジン
構造
1,497cc 水冷直列
4気筒DOHC
16バルブ直噴エンジン
VGターボ
1,756cc 水冷直列
4気筒DOHC
16バルブ直噴エンジン
VGターボ
2,188cc 水冷直列
4気筒DOHC
16バルブ直噴エンジン
2ステージターボ
最高出力77kW(105PS)/
4,000rpm
85kW(116PS)/
4,000rpm
(CX-3)
129-140kW(175-190PS)/
4,500rpm
(CX-5、CX-8、
アテンザ、アクセラ)
最大
トルク
・220Nm
(22.4kgf·m)/
1,400-3,200rpm
(デミオMT車)
・250Nm
(25.5kgf·m)/
1,500-2,500rpm
(デミオAT車)
・270Nm
(27.5kgf·m)/
1,600-2,500rpm
(アクセラ)
270Nm
(27.5kgf·m)/
1,600-2,600rpm
(CX-3)
420-450Nm
(42.8-45.9kgf·m)/
2,000rpm
(CX-5、CX-8、
アテンザ、アクセラ)
圧縮比14.8

ガソリンエンジンもディーゼルエンジンも何種類かの排気量とスペックを持っていますが、現在のマツダのエンジンラインナップはこれですべてであり、中、小型車向けのエンジンのみということがわかります。

V6などの大型エンジンもなく、2.5LのSKYACTIV-G と2.2LのSKYACTIV-Dが最大級のエンジンとなっています。

またこれは現行ラインナップですのでSKYACTIV-Xについてはまだ未発売の開発中エンジンとなります。

SKYACTIV-Gに関してはこの記事で詳しくご説明しますが、SKYACTIV-DとSKYACTIV-Xに関しては別の記事でご説明しますので、ここではエンジンの紹介にとどめます。

SKYACTIV-Gの特徴

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SKYACTIV-Gは2010年以前のマツダのガソリンエンジンとは根本的な設計から大きく違うエンジンとなっており、それまでのエンジンより燃費とトルクが従来比で15%向上しています。

それを実現したのは世界のガソリンエンジンの中で最大の圧縮比14.0を採用したことにあり、この圧縮比の高さは量産エンジンではほかのメーカーが実現できなかったレベルのものです。

圧縮比とはピストンがシリンダー内で動いて空気や燃料を圧縮する比率のことで、ピストンがもっとも下端にあるときと上端にあるときの差を指します。

レシプロエンジンの熱効率を高めるためにもっとも効果的なのは圧縮比をあげることなのですが、ガソリンエンジンの場合には圧縮比をあげすぎるとノッキングと呼ばれるガソリンの異常燃焼が起こるため、圧縮比をあげるのには限界があります。

ノッキングは高い圧縮、高い温度の中でガソリンが自己着火することで起こり、点火プラグでの燃焼タイミングの制御ができないので異常な振動、音、部品の破損などを引き起こします。

これまでのガソリンエンジンでは圧縮比は10.0あたりが標準で、技術の進歩により13.0ぐらいまでは一般的になってきたのですが、14.0はかつてジャガーが一時期だけ採用した例があるもののすぐに圧縮比を下げたレベルの数字です。

これにマツダはさまざまな技術の積み重ねによってノッキングを抑えることに成功しており、完全な量産化も実現しました。

SKYACTIV-Gはガソリンをシリンダー内に直接噴射する直噴エンジンで、これはレスポンスや出力を高める以外にもノッキング防止には高い効果があります。

またほかにもピストンヘッドの形状、燃料噴射インジェクターの微細化、排気システムの効率化などを積み重ね、また各種デバイスの電子制御化による精密なエンジン制御を行うことで圧倒的な圧縮比の高さを成立させています。

マツダはハイブリッド技術などのコストのかかる技術は企業の規模的に難しかったところをエンジンの効率向上で対抗しようとしており、SKYACTIV-Gの成功はまさにそれを体現するものといえるでしょう。

エコエンジンのSKYACTIV-D

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SKYACTIV-Dは乗用車用ディーゼルエンジンのシリーズで、日本国内で長らく忌避されてきたディーゼルエンジンを一気に再興した立役者でもあります。

日本では90年代ごろからディーゼルエンジンの出す黒い排気ガスが社会問題となってしまい、それまで数多く走っていたディーゼルエンジンの乗用車というのは一度完全になくなりました。 (商用車はありましたが)

しかし欧州では燃費とCO2排出量の少ないディーゼルエンジンは乗用車エンジンとして人気が高く、販売台数の半数がディーゼルエンジン車であるほど一般的なエンジンでした。

排気ガスの問題は技術の進歩によってかなりの清浄化が可能となっており、もはや黒煙を吐くディーゼルエンジンなどは過去のものです。

欧州でポピュラーなディーゼルエンジンでしたが日本国内では悪いイメージが先行してまったく復活はせず、それよりはハイブリッド技術を活用したエコカーが一般的でした。

しかしマツダはハイブリッドではなくディーゼルエンジンもエコカー用エンジンと位置付けて開発を進め、小型車から中型車、SUVまで多彩な車種にSKYACTIV-Dを採用したのです。

SKYACTIV-Dの技術的な進歩はまさに排気ガス浄化技術にあり、欧州車が非常に苦労しているNox(窒素酸化物)の処理を低コストで実現することで小型車に採用できるエンジンとしたことです。

Noxの浄化には高価な触媒を使うのが一般的でしたが、SKYACTIV-Dでは圧縮比をディーゼルエンジンにしては低い14.8にまで下げることで、そもそもNoxの発生を抑えることで触媒を減らすことが出来、エンジンのコストをあげる原因を減らしています。

圧縮比を下げると今度はPM(粒状黒鉛)の発生が増えるのでそちらの浄化に力をいれてあり、SKYACTIV-Dの特徴にもなっています。

ただこの点については少々トラブルも抱えていますので、これは専門の記事で詳しくご説明します。

いずれにしてもディーゼルエンジンの持つ低燃費、CO2発生量の少なさを日本でも安価にてに入れられるようになったのは、SKYACTIV-Dの普及によることが非常に多いのです。

夢のエンジンSKYACTIV-X

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マツダが開発中で2019年には量産車に搭載すると言われているSKYACTIV-Xですが、実はこのエンジンは世界の自動車メーカーが実現したくてもなかなか実現できなかった「HCCI(予混合燃焼)」という技術を量産レベルで始めて実現した画期的なエンジンなのです。

HCCI エンジンは分類上はガソリンエンジンに当たりますが、点火気候はディーゼルエンジンと同じ圧縮点火を使っており、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンの合の子のエンジンです。

ガソリンエンジンでディーゼルエンジン並みの圧縮比18.0あたりが使えれば大幅な効率向上が見込め、それまでのガソリンエンジンやディーゼルエンジンのさらに上をいくこうこうりつ、低燃費のエンジンが実現します。

ですがSKYACTIV-Gの項目で説明した通り、ガソリンエンジンの圧縮比をあげるのはノッキングの問題があり出来なかったはずです。

ですがノッキングとはつまるところディーゼルエンジンとおなじ圧縮点火を行っていることになり、もしノッキングを完全に制御できるのであればそれは異常燃焼ではなく正常な燃焼になりえます。

まさにこのノッキングの制御こそがHCCIエンジンの技術の根幹なのですが、その制御は非常に微細で難しいコントロールが必要であり、これまで量産エンジンレベルで成功したメーカーはありません。

ですが決して大きなメーカーではない日本のマツダがこの制御に成功し、ついには量産化までこぎつけたのはまさに画期的なことなのです。

マツダのSKYACTIV-Xは完全なHCCIではなくスパークプラグを一時的に使用して燃焼を制御する形式ですが、この技術こそがHCCIの実現に大きな一歩を刻むものです。

スカイアクティブエンジンの音

それでは次にSKYACTIV-GとSKYACTIV-Dのエンジン音の違いを聞いていただきましょう。

ガソリンエンジンの音は聞きなれていると思いますが、乗用車用のディーゼルエンジンの音というのは日本ではあまり馴染みのないものだと思います。

今回はアクセラに搭載された2種類のエンジンを比較した動画を参考にしてみましょう。

動画の最初で2つのエンジン音を比較している場面がありますが、最初はSKYACTIV-Dでディーゼルエンジン特有のガラガラ音が聞こえてきます。

そのあとのSKYACTIV-G では打って変わって静かなエンジン音となっており、このあたりはガソリンエンジンの方が上質と言える点です。

これはエンジンルームを覗き込む形で聞こえる音ですので、実際に車室内に聞こえてくる音とは違います。

車室内には遮音材などの効果もあってかなり静かなエンジン音しか聞こえてこないので、動画はあくまで比較と思ってください。

スカイアクティブエンジンのメリット・デメリット

スカイアクティブエンジンのメリット、デメリットは各形式のエンジンでいろいろとあるのですが、SKYACTIV-Gについてはそこまで大きなデメリットは持っていません。

ガソリンエンジンとしては標準的なスペックと排気量を持つエンジンで、これまでリコールなどの不具合もほとんど(制御関係のみ)報告されておらず、非常に完成度の高いエンジンとなっています。

ですので今回はSKYACTIV-Gの持つメリットに焦点を当ててご説明していきましょう。

大幅な低燃費化の実現

SKYACTIV-Gの最大の目的である低燃費化ですが、これについては同じ車種でSKYACTIV-Gの採用前後の燃費を比較してみることにしましょう。

対象とするのはマツダの最量販車であるデミオです。3代目のデミオは2007年~2014年の7年間生産されたモデルですが、ちょうどモデル中期にあたる2011年にSKYACTIV-Gが投入され、大幅に燃費が向上しました。

車両設計自体はかわらないので、純粋にSKYACTIV-Gの実力がわかるわけです。

マツダ・デミオ(3代目)ZJ-VEエンジンSKYACTIV-G
型式DE3FSDEJFS
エンジン1.3L直列4気筒
DOHC
1.3L直列4気筒
DOHC 直噴エンジン
ATカタログ燃費21.0 km/Lなし
CVTカタログ燃費23.0 km/L25.0 km/L~30.0 km/L

ZJ-VE型エンジンでも当時のコンパクトカーの基準で言えばよい燃費の部類だったのですが、SKYACTIV-Gの採用により一気に最高燃費は30km/Lに達し、ハイブリッドカー並みの燃費をガソリンエンジンだけで実現したわけです。

仕様によっては25km/Lのモデルもありますが、それでも十分すぎるほど燃費の改善効果がSKYACTIV-Gにはあるのです。

3代目デミオではZJ-VE型エンジン搭載車とSKYACTIV-G搭載車は併売されており、SKYACTIV-Gは多少値段が高かったのですがその分しっかりした燃費向上はされておりエンジンの魅力はかなり向上しました。

SKYACTIV-Gの燃費改善効果は非常に大きいものがあり、マツダはハイブリッドを使わずともガソリンエンジンの可能性をさらに伸ばしたわけです。

トルクの向上

SKYACTIV-Gは直噴エンジンとなったことでトルクも向上しており、車として扱いやすいエンジンとなりました。

直噴エンジンはもともと圧縮比を高める際のノッキング改善技術として昔から使われており、シリンダー内に直接燃料を噴射することで筒内温度を下げることでノッキングが起こりにくくなる技術です。

これにより圧縮比向上によるトルクの向上が見込め、SKYACTIV-G では15%ほどの効率向上が見込めるとされています。

ただスペック上の最大トルクについては燃費との兼ね合いやエンジンの味付けなどで一律15%向上するわけではないので、数字の上ではあまり向上は見られません。

ですがレスポンスのよさから来る発進の良さはありますので、確実に走りは向上したと感じられるでしょう。

スカイアクティブエンジンの評価・乗り心地

ここではSKYACTIV-Gについての評価をTwitterから集めてみましたので、ご覧ください。

回転数をあげても燃費のよいSKYACTIV-G

この方はマツダのスポーツカーであるロードスターに乗っておられるようですが、SKYACTIV-Gの燃費の良さにはかなり満足されているようです。

低いギアで上まで引っ張る燃費には悪影響のある走り方を試してみられたようですが、そういう無茶な走り方をしてもしっかりよい燃費を叩き出すのがSKYACTIV-Gの実力ですね。

更なる高燃費の次世代SKYACTIV-G

SKYACTIV-Gはこれまでもかなり高効率、低燃費を追求したエンジンでしたが、2.5Lエンジンには更なる低燃費を獲得するための気筒休止システムが搭載されるそうです。

SKYACTIV-Xの超低燃費エンジンの登場が待たれる時期においてもSKYACTIV-Gの進化にもてを抜くことはなく、気筒休止というこれまで確立された技術を組み合わせることで低燃費を追求するマツダの姿勢は称賛すべきものですね。

スカイアクティブエンジン搭載車

SKYACTIV-Dの搭載車については別記事に譲りますので、ここではSKYACTIV-G搭載車をいくつかご紹介します。

と言っても2010年以降のマツダ車はすべてがSKYACTIV-Gの搭載車ですので、現行ラインナップのマツダ車を購入すると必ずSKYACTIV-G搭載車となります。

4代目 デミオ

マツダ デミオ

デミオは前述したとおりマツダの最量販コンパクトカーで、スペックも去ることながらヨーロピアンスタイルのシンプルながら上質なデザインで、日本だけでなく欧州でも人気が高い車です。

デミオにはSKYACTIV-GとSKYACTIV-Dの両方がラインナップされていますが、燃費はよくてもシステムが複雑で高価なSKYACTIV-Dに対して、SKYACTIV-Gはベーシックモデルという位置付けです。

スペック的には3代目デミオから大きな差はありませんが、トランスミッションやほかのコンポーネントもスカイアクティブ技術の入った車となり、フルスペックに近いスカイアクティブ搭載車となりました。

デミオには1.3LのSKYACTIV-Gのほかにも1.5Lエンジンも採用されており、こちらは100馬力を越すパワーと15kgf近いトルクを持つ走りを楽しめる車になっています。

最上級車種はハイオクガソリンモデルとなり、さらなる高性能が期待できます。

デミオはスカイアクティブテクノロジーの入門編とも言える車であり、廉価ながら技術のたしかさを感じられる車です。

3代目 アテンザ

マツダ アテンザ

アテンザは現在のマツダのフラッグシップモデルにあたる車で、セダンとワゴンの2モデルが展開されています。

トヨタや日産では中型セダンに位置付けられるサイズですが、マツダでは最大クラスの車です。

アテンザにもSKYACTIV-GとSKYACTIV-Dが採用されていますがスペックは高く、SKYACTIV-Gは2.0Lと2.5L、SKYACTIV-Dは2.2Lと排気量は大きめです。

スペックは前述の表を参考にして頂きたいですが、出力もトルクもV6エンジン並みのものを叩き出しています。

また海外では250馬力を発生させるSKYACTIV-G 2.5Lのターボエンジンも搭載されており、かなりハイパワーな車となっています。

SKYACTIV-Gでのカタログ燃費は15km/Lとこのクラスの標準クラスですが、実燃費では10km/Lはしっかり越えてくるようでなかなかの低燃費車といえるでしょう。

またi-stopと呼ばれるアイドリングストップシステムも組み合わされることで燃費はさらに向上しており、加えて今後は気筒休止が組み合わされるとなればかなり今後に期待できる車ですね。