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進化を続けるトラックのパワートレイン!トラックの使用燃料の種類や特徴を紹介!

進化を続けるトラックのパワートレイン!トラックの使用燃料の種類や特徴を大紹介!

製造技術が年を追うごとに向上したことで現在のトラックは昔では考えられないほど緻密に頑丈に作られ、精密機械の1つに例えてもおかしくない状況になっています。特にトラックの心臓部であるパワートレインは環境問題や経済性に配慮したものへと大きな進化を遂げたと言えるでしょう。

トラックのパワートレインの進化は今世紀に入ってから加速した燃料革命によって支えられていると言えますが、逆説的にはパワートレインの進化が燃料革命を引き起こしたとも考えられます。エコ化が推し進められるトラックの使用燃料の種類や特徴を紹介します。

環境問題に配慮した形で進化を続けるトラックのパワートレイン

環境問題に配慮した形で進化を続けるトラックのパワートレイン
大きな車体に荷物を積載し車両重量が大きなトラックを運行させるためには力強いパワートレインの存在が不可欠で、トラック用にさまざまなエンジンの開発が行われました。エンジン形式はピストン運動で動力を発生させるレシプロエンジンが広く採用され、動力源となる燃料としてガソリンや軽油を使用するエンジンがトラックのパワートレインに採用される時代が長く続いています。

特に軽油を燃料とするディーゼルエンジンは低速トルクが太く、貨物自動車であるトラックとの相性が良いことからトラックのパワートレインとして高い普及率を見せていますが、環境問題への関心の高まりと共にトラックのエンジンに変化が見え始めました。

排出ガス問題で新たな局面に突入したトラック搭載エンジン

世界的に経済成長が推し進められた時代は環境よりも経済性が重視され、各地で深刻な大気汚染問題が発生しましたが経済成長が優先されたと言えます。しかし一定の経済成長を遂げたことで世界的な関心が経済問題から環境問題へと移り、トラックに搭載されるディーゼルエンジンを中心とした自動車の排出ガス問題が大きな注目を集めます。

政府は大気汚染防止法の施行の中で自動車の排出ガス規準の厳格化を推し進め、トラックのパワートレインに対するニーズは「よりパワフルに」から「パワフルでありながら低燃費」へとシフトしていきます。21世紀に突入するタイミングで環境に配慮したエコトラックへの関心が急速に高まったと言えるでしょう。

豆知識!実はガスエンジンの歴史は液体燃料エンジンよりも古い

環境に配慮したパワートレインとして、ガスを燃料としたエンジンがタクシーなどの一部の業務用車両に採用されてきました。ガスエンジンはガソリンやディーゼルエンジンが進化したエンジンのような印象を受けますが、実はガスエンジンは液体燃料エンジンよりも前に開発された長い歴史を持つ内燃機関です。

エコカー路線に踏み出したトラックに搭載されるパワートレインとは?

技術革新によってガスを携行できるようになり一部の業務用車両にガスエンジンが搭載されるようになりましたが、トラックのパワートレインに採用されるのは依然として軽油を中心とした化石燃料を使用するエンジンでした。

しかし化石燃料はエンジンで燃焼した後の排出ガスに有害物質が含まれるため、環境問題への対応が強く求められトラックのパワートレインにも変化が見られ始めます。

トラックに採用されるパワートレインは5形式で4種類の燃料に分類される

排出ガスに対する意識の高まりからトラックのパワートレインは、環境問題に配慮したものへのシフトが順調に進められています。現在環境問題に配慮したトラックのパワートレインとして採用されるのは次に挙げる5つのタイプのエンジンです。

  • ガソリンエンジン
  • ディーゼルエンジン
  • CNG(天然ガス)エンジン
  • LPGエンジンの特徴
  • ハイブリッドエンジン

これらのエンジンは各エンジン形式の名前に使用する燃料が冠されているので何を燃料に駆動するものなのかが判りやすいと言えますが、念のために使用される燃料を紹介すると次に挙げる4つの燃料に分類されます。

  • ガソリン
  • 軽油
  • CNG(天然ガス)
  • LPG(液化石油ガス)

次項からは各エンジン形式の特徴を紹介します。

ガソリンエンジンとは

ガソリンエンジンとは
ガソリンエンジンはガソリンを燃料に駆動するエンジンで、原付バイクからトラックまで排気量が小さなものから大きなものまで幅広く採用され、最もバラエティに富んだエンジンだと言えます。

ガソリンエンジンの特徴

ガソリンエンジンは小型化や軽量化が可能で振動が少ないことからさまざまな動力源として採用されているエンジンで、高回転域までスムーズに回転数が上がるのが特徴のエンジンです。

ガソリンエンジンを駆動させるガソリンは自己発火し難い半面高い燃焼力(爆発力)を持つことから、エンジン内での発火は点火プラグを使用する必要があります。エンジンへの燃料供給は混合気を作るキャブレターで行われていましたが、現在は電子制御式のインジェクターが主流となっています。

エンジン性能を作用する吸気や点火の方法は改良が続けられ、空気のみを吸気した燃焼室に燃料を噴射する直噴式エンジンや圧縮比を無段階で変化させる加圧圧縮比エンジン、予混合圧縮着火エンジンなどのエンジン開発が行われています。

ディーゼルエンジン

ディーゼルエンジン
ディーゼルエンジンはディーゼル(軽油)を燃料に駆動するエンジンで、トラックのパワートレインとして最も普及率の高いエンジンだと言えます。かつては黒煙をモウモウと排出しながら走行する環境に悪いエンジンだと言われていましたが、技術の向上で有害物質の排出を抑えたクリーンディーゼルが登場し再び注目を集めています。

ディーゼルエンジンの特徴

高回転まで回るガソリンエンジンに対してディーゼルエンジンは低回転域で粘りのあるトルクが特徴的なエンジンで、エンジンの回転数が低めで駆動するためガソリンエンジンよりも消費燃料が少ないと言えます。

ディーゼルエンジンを駆動させる軽油は燃焼力(爆発力)が高くない半面自己発火しやすいため、エンジンの燃焼室を高圧にすることで自己発火させて駆動します。燃焼室が高圧となるためエンジンの小型化が難しく、駆動時の音や振動が大きく無い傾向にあると言えるでしょう。

かつては大気汚染の元凶として糾弾されましたがエンジンの改良や排ガス浄化装置の取り付けで現在はクリーンディーセルとも呼ばれ、低燃費の特徴からエコディーゼルとも呼ばれています。

CNG(天然ガス)エンジン

CNG(天然ガス)エンジン
CNG(天然ガス)エンジンは燃焼してもPM(微粒子状物質)やNOx(窒素酸化物)などの有害物質の発生が少ない天然ガスを燃料に駆動するエンジンで、ディーゼルエンジンに代わるトラックのパワートレインとして注目されているエンジンです。

CNGエンジンの特徴

CNGエンジンの最大の特徴は排出ガスがクリーンであることだと言えますし、低燃費で1kmあたりのランニングコストがガソリンエンジンやディーゼルエンジンと比較するとリーズナブルであるのもCNGエンジンの特徴だと言えます。

CNGエンジンを駆動させる天然ガスは燃焼しても黒煙やSOX(硫黄酸化物) が全く発生せずNOX(窒素酸化物)・CO2(二酸化炭素)の発生量もガソリンや軽油に比べると発生量が非常に少ない燃料です。

また原油価格の変動に比例して乱高下するガソリンや軽油に比べると価格変動が穏やかで安定している点は大きな魅力だと言えます。しかし一般的なガソリンスタンドでは補給できず専用スタンドを利用する必要があることやガソリンエンジンやディーゼルエンジンとは構造が異なり特別講習を受けなければ修理できないため修理拠点が少ない傾向にあります。

構造が異なることからガソリン車やディーゼル車よりもトラックの車両価格が高額になるのも、CNGエンジン搭載トラック普及の障壁となっていると言えるでしょう。

LPG(液化石油ガス)エンジン

LPG(液化石油ガス)エンジン
LPG(液化石油ガス)エンジンはガソリンエンジンと基本構造が変わらず、小規模な改造で使用燃料をガソリンからLPG(液化石油ガス)に変更できることから業務用車両のパワートレインとして採用されるケースもあるエンジンです。

LPGエンジンの特徴

LPGエンジンはCNGエンジン同様、低公害で経時的なパワートレインだと言えます。
LPGエンジンを駆動させるLPGは天然ガス同様、燃焼しても黒煙やSOx(硫黄酸化物) が全く発生せずNOx(窒素酸化物)・CO2(二酸化炭素)の発生量もガソリンや軽油に比べると発生量が非常に少ない燃料です。

また経済性の面ではガソリンエンジンをLPGエンジンに改造するためには約50万円程度の改造費用が必要となるものりますが、50,000km程度走行すれば改造費用を考慮しても経済的メリットの恩恵を受けられると言われています。

さらに有害物質が発生しないことからエンジン内部に汚れが発生せず、エンジンの使用限度が伸びる点やエンジンオイルが汚れにくいことからオイル交換の頻度が低くなるのも経済性にプラスに働くと言えます。

しかし一般的なガソリンスタンドで補給できないのも天然ガスと同じで専用スタンドを利用する必要がありますし、6年に1度LPGタンクの定期点検を受ける必要があるなどガソリン車やディーセル車にはないメンテナンスが必要となります。

ハイブリッドエンジン

ハイブリッドエンジン

エコカーの代名詞として知られるのがハイブリッドエンジンで、燃料エンジンと電動モーターの2つの異なる原動力を搭載することからハイブリッドと呼ばれています。普通自動車への搭載によって普及し、近年トラックへの搭載が進み始めているエンジンです。

ハイブリッドエンジンの特徴

ハイブリッドエンジンは燃料エンジンと電動モーターの使用方法でパラレル式・シリーズ式・スプリット式の3つのハイブリッド方式に分類されます。いずれの方法もトラックの駆動力を燃料エンジンのみに頼らずに行うため、燃料消費量を抑えることができるのが特徴です。

燃料消費量を抑え低燃費を実現することでエコトラック化の実現を行うため、ランニングコストの軽減や、ハイブリッドエンジンのトラックの使用で「環境問題に取り組む企業」であることをアピールできるというメリットを得られると言えるでしょう。

最も注目される新技術であるため各メーカーがハイブリッド性能の向上に力を注ぎ、目覚ましい進化を遂げているエンジンだと言えます。

まとめ

国内の物流の担い手であるトラックには「環境に悪影響を与える存在」というイメージが付きものであったのも事実です。しかしメーカー各社の技術革新によってネガティブなイメージを払しょくすることができるエコトラックが続々と投入されています。

環境問題を考慮して使用燃料の種類を選ぶことがトラック購入時のポイントの1つとなったと言えるでしょう。エンジンの使用燃料別の特徴をまとめると次の3つとなります。

化石燃料エンジンは排出ガス基準適合車であることを確認する

ガスエンジンは低公害であるが燃料補給拠点が少ない

ハイブリッドは最も現実的なエコトラックの実現を行っている

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