スズキ伝統の油冷エンジン！ なのに新機構が多数｜ジクサーSF250/ジクサー250のエンジンを解説

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)

ジクサーSF250（Gixxer SF 250）（トリトンブルーメタリック）

ジクサーSF250（Gixxer SF 250）（マットプラチナシルバーメタリックNo.2）

スズキ・ジクサー250（Gixxer 250）……44万8800円　発売日：2020年6月17日（水)

ジクサー250（Gixxer 250）（マットプラチナシルバーメタリックNo.2 ）

ジクサー250（Gixxer 250）（マットブラックメタリックNo.2）

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

軽量コンパクトな、新開発の油冷4サイクル単気筒 SOHC 4バルブ249ccエンジン。腰上部には既存の油冷式エンジンにあった、空冷式のようなフィンがなく、見た目は水冷式に限りなく近い。電動ファン付きのオイルクーラーは縦方向にレイアウト。

『オイルジャケット』『BLB（バウンダリー・レイヤー・ブレイカー）』『クーパーグリップ』など新機構が盛りだくさん。

まったく新しい油冷システムを導入。

　ジクサーSF250、ジクサー250に搭載のエンジンは、新開発の油冷SEPエンジン「EJA1」。油冷システム、コンパクトなシリンダーヘッド、軽量ピストン等々を採用することで、ハイパワーながら低燃費。部品点数も少なく、軽量なエンジンを実現。


　ジクサー150で定評のある低中速域の太いトルクを、兄貴分の250cc版でも大切に継承し、走りの楽しさをトコトン味わえる出力を備えたエンジンに仕上がっている。




　ジクサーSF250、ジクサー250のエンジンの総称であるSEPとは、「SEP（SUZUKI ECO PERFORMANCE）」の略称。燃焼効率を上げ、フリクションロスを低減することにより、パワーを落とすことなく、低燃費を実現。つまり、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”のエンジンだ。

「EJA1」と呼ばれるジクサーSF250、ジクサー250のエンジンの開発コンセプトは、




・高出力


・小さくて軽い


・環境規制（ユーロ5）に対応


・優れた耐久性


・優れた操作性




　上記を実現させるための4つの鍵が、




１：新型の油冷システム「SOCS」


２：小型のヘッドブロック


３：連通穴


４：ピストン




　「SOCS」とは、Suzuki Oil Cooling Systemの略称だ。

スズキは1985年に「GSX-R750」で初めて油冷エンジンの量産化に成功。

　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。

・熱伝達する面積を広く取ること


・媒体（空冷の場合は空気。水冷の場合は水）の流速を上げること


・媒体（空冷の場合は空気。水冷の場合は水）の温度を下げること




　油冷エンジンは、この原則にのっとり開発されている。




　従来の油冷エンジンは、燃焼室の上から、シャワーのように冷却されたオイルを吹き付けてエンジンを冷やすシステム。これにより、空冷では冷やすことの出来なかった、“エンジンでもっとも熱を持ちやすい箇所”の冷却に成功した。

『オイルジャケット』のしくみ。

　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。

『BLB（バウンダリー・レイヤー・ブレイカー）』の構造としくみ。

　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。

熱の“境界層”は、熱いお風呂に入った時に体感できる。

　熱の“境界層”とは……。熱い風呂に入った場合、最初は「熱い！」と感じる。しかし徐々に熱い感覚がなくなり、しばらくしてお湯をかき混ぜると、再び熱さを感じる。これは人間の体の表面に、冷たい水の膜があるため。これを熱の“境界層”と呼ぶ。




　オイルの場合、水に比べてドロドロしているため、熱の“境界層”が分厚い。つまり、水よりも、熱を伝えにくいのが特徴。これにより、積極的に熱の“境界層”を破壊することが重要となる。




　「BLB（バウンダリー・レイヤー・ブレイカー）」の採用により、効率的にエンジンの熱を奪う＝エンジンを冷却することが可能となった。




※注：「BLB（バウンダリー・レイヤー・ブレイカー）」はスズキが特許を取得済み。

　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。

『クーパーグリップ』の構造。

　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。

新型の油冷エンジンは、従来の油冷に採用のフィンを廃止。外観は水冷エンジンのようだ。

　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。

シリンダーヘッド部分。

　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。

シリンダーヘッドカバーを取り外した状態。

　ロッカーアームはバネで押し付けることで（赤〇内）、タペットクリアランスによるロッカーアームのバタつき音を低減。また、バネを縮ませるようにロッカーアームをスライドすることで、シムの交換も可能となっている。

シリンダー内部。

　通常、シリンダーのスカートの袖部分を、アーチ状に切り欠くのが定番。しかし新型では、シリンダーの内径の真円度を保つため。また、加工性を考慮し、『連通穴』と呼ばれる2つの穴（左右併せて4つ）を設置。




　「連通穴」により、ピストンの往復運動による波動の拡散を実現。通常、ピストンが下降すると空気を押し付ける→オイルパンにあるオイルを押し下げてしまうが、「連通穴」を設けることにより、左右の方向に空気が拡散。これにより、油面が下がる→ピストンが空気を吸ってしまうことを阻止。これにより、エンジンのコンパクト化にも貢献している。

　ジクサーSF250、ジクサー250に搭載の「EJA1」エンジンは、上記の積み重ねにより、ジクサー150に積まれた「BGA1」エンジンと同等以下のコンパクト化に成功。




　ちなみにこれは、「BGA1」エンジンが縦長なのは、トルク重視のロングストローク型であることも影響している。

　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。