V-hot・V-coldエンジン：仕組み、違い、各方式のメリットとデメリット

V-hotエンジンと聞いたことがある方も多いでしょう。別名「Hot inside V」、日本語では「V字の熱い側」エンジンとも呼ばれます。エンジンで「hot（熱い）」側、つまり「cold（冷たい）」側と言うとき、通常は排気システムがある側を指し、冷たい側は吸気側だと言えば、なんとなくイメージがつかめるはずです。

V-hotエンジンとV-coldエンジンの違い

実際、V型エンジンでは、2つのシリンダーバンクそれぞれに「hot（熱い）」側と「cold（冷たい）」側があります。そして特に自然吸気エンジンでは一般的に、「冷たい」側をV字の内側に配置し、「熱い」側を外側に配置します。これにより、V字の中央に単一の吸気マニホールドを置き、V字の外側にある排気マニホールドをエンジン下部へ無理なく導くことができます。

この「V-cold」構成は自然吸気エンジンに限ったものではなく、ターボチャージャーによる過給とも問題なく組み合わせられます。その場合は通常、シリンダーバンクごとに1基ずつターボを、V字の外側、エンジンの側面に配置します。ガソリンでもディーゼルでも、この「V-cold」方式を採用したV型エンジンは数多くあります。

特に思い出すのは、2008年のAudi RS 6（C6世代）です。なんとV10 TFSIを搭載していました。このクルマが印象に残っているのは、気温の高い中を「飛ばして」走ると、熱を逃がすのに深刻な問題を抱えていたからです。ただし、その問題はV字の外側にターボを配置したこととは直接関係なく、エンジンが非常に大型で、RS 6のエンジンルームに全てが詰め込まれすぎていたことが原因でした。

実際、2012年に発表された次世代RS 6では、5リッターのV10 TFSIから、より小型で4リッターのV8へと変更され、排気側とターボをV字の内側に配置する「V-hot」構成になりました。ただし、これは決して新しい発明ではありません。1980年代には既にFerrariがF1マシンで採用していました。私が最初に試したV-hotエンジンの一つとして印象的なのは、2008年の最初のBMW X6 xDrive 50iのものです。単一のマニホールドから排気ガスを受けるツインスクロールターボを2基備えたエンジンでした。また、Mercedes-AMG GTや初代Porsche Panamera Turbo

のV8など、他の「hot」V8も忘れてはいけません。このビデオでは、AMG GTのV8が作動している様子を見ることができます。

https://www.youtube.com/watch?v=kkNKNYNFflw&t=81s

なぜ「V-hot」の方が優れているのか？
では、ターボ過給エンジンの場合、なぜV-hot配置の方が優れているのでしょうか。まず、ご存じのとおり、ターボチャージャーを駆動しているのはエンジンの排気ガスです。そして、ターボチャージャーが排気マニホールドに近いほど、排気ガスがタービンに到達するまでの距離が短くなり、圧力、温度、速度、つまり排気ガスのエネルギーの損失が少なくなります。これにより過給システムの効率が向上し、ターボラグ、すなわちターボの応答遅れが軽減されます。

これだけでも十分に大きなメリットです。しかし、技術面や製造面でのメリットもあります。ターボチャージャーをV字の中央に配置したV-hotエンジンは、はるかにコンパクトになります。これにより、エンジンルーム内に追加のモジュールを搭載したり、ステアリングやサスペンションのレイアウトを構成したりする自由度が高まります。さらに、エンジンの「冷たい」部分と「熱い」部分（まさに言葉どおりに）がより明確に分けられます。また、前述のコンパクトさのおかげで、V-hotエンジンはV字の外側にターボを配置したV-coldエンジンよりも大きなエンジンルームを必要とせず、より幅広い車種に搭載しやすくなります。

この「V-hot」構成に伴う可能性のある問題についても、既に示されているとおり、極めて高温に耐える材料や、水冷・油冷式のインタークーラー

などの冷却システムによって、正確な温度管理が可能であり、解決できない問題ではありません。もう一つのデメリットは、過給システムの重量がより高い位置に配置されることですが、これは通常、ドライサンプ式の潤滑システムを採用することで相殺されます。

V-hotエンジンとV-coldエンジンのギャラリー§h46§