NAPS

曖昧さ回避 この項目では、日産自動車のエンジン制御技術について説明しています。オートバイ用品店「NAP'S」については「ナップス (神奈川県)」をご覧ください。
NAPS搭載の日産車の多くに貼付されたNAPSエンブレム
（画像は610型ブルーバードU）

NAPS（ナップス）とは、1970年代に日産自動車が自社の自動車用ガソリンエンジンを、マスキー法を始めとする自動車排出ガス規制に適合させるために開発したエンジン制御技術の総称である。

概要

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NAPSはNissan Anti Pollution System（日産公害防止システム）のアクロニムで、日産が排ガス規制をクリアした自動車やエンジンそのものに名付けた名称でもある。米国市場では略称の関係から日産・Z型エンジン[注釈 1]と混同される場合もある。

NAPSは1975年4月1日に最初のプレスリリース[1]が発表され、同月にマイナーチェンジした日産・プレジデントのY44E型V型8気筒エンジンを皮切りに、同年中に日産・L型エンジンと日産・A型エンジンへと実装が拡大された。その一方で、プリンス・G型エンジンや日産・S20型エンジンといった旧・プリンス自動車工業由来のエンジンのように、NAPSに対応しないまま消滅したエンジンも存在した。

1980年代初頭まで、NAPS仕様のエンジンを搭載された車輌には、車種毎に設定されたNAPSのエンブレム（オーナメント）がトランクリッドに貼付されていたため、NAPS導入以前の車輌との識別が消費者にも容易に行えた。

環境技術開発で先発した他社は二次空気導入装置（サーマルリアクター）[注釈 2]や、希薄燃焼方式[注釈 3]を採用していたが、やや遅れて技術開発に参加した日産のNAPSは、基幹技術として触媒方式を採用した事が特徴[2][注釈 4]であった。

正確には単一の触媒のみに頼らず、CO・HCを浄化する酸化触媒を基軸に、

などを複合的に組み合わせたシステムであり[2]、主要機構を全て組み込んだエンジンはマスキー法にほぼ準拠した昭和50年排出ガス規制（識別記号A/H）や昭和51年排出ガス規制（識別記号B/C）に適合。1978年には改良が進められた酸化触媒の装備により昭和から平成にかけてのガソリンエンジン向けの主要な排ガス規制であった昭和53年排出ガス規制（識別記号E）にも適合した。しかし、それ以前の昭和48年排出ガス規制適合車輌では、必ずしもこれらの機構が全て実装された車輌ばかりでもなく、この一部のみの装着でNAPSエンブレムが装着された車輌も散見された[3]。

なお、日産はプレジデントでのテストを踏まえ、公称では「馬力は従来と同じで、燃費も1%程度しか低下しない」事を謳い文句としていた[2]。

NAPSは後に電子制御式キャブレター（日産・ECC / Electronic-Conetrated-Carburetor）や、燃料噴射量のみならず点火時期制御も内包したエンジンコントロールユニット（日産・ECCS / Electronic-Conetrated-Engine-Control-System）、ツインプラグによる急速燃焼方式（NAPS-Z / NAPS-X）等の新技術が導入されたが、O2センサーのフィードバック制御の精度向上と、排気抵抗の少ない高効率の三元触媒による排ガス浄化技術が進歩した1980年代以降は、NAPSの搭載を大々的に謳う事は少なくなっていった。ただし、その後もNAPSの名称自体は日産製エンジンの排ガス対策機構を総称するものとして残り続け、日産・VGエンジンの整備要領書などにも記載されている[4]。

三元触媒の技術進歩はは性能回復の面でも強みとなった。EGRを基軸とした初期のNAPSを含め、それまでの希薄燃焼や酸化触媒、サーマルリアクターなどの諸方式は空燃比を理論空燃比から敢えて外す必要がある為、燃費の悪化や「牙を抜かれた」とも形容される性能の低下を招いたが、理論空燃比14.7で最大の浄化効率を発揮する三元触媒は性能の低下が無いため、日産は1979年より三元触媒と合わせてターボチャージャーを導入し、市場にターボ旋風を巻き起こした[5]。同時期にDOHCの導入で日産と対抗していたトヨタが自社製エンジンにLASREの愛称を付ける販促活動を1980年頃から実行し、成果を挙げていた事に対抗して、日産も1983年のVG30ET型エンジンより「パワフル＆エコノミック（出力と経済性の両立）・ライトウエイト（軽量）・アキュレイト（精密）・サイレント（静粛）・マイティ（力強い）・アドバンスド（先進的）・エンジン」を意味するPLASMA（Powerful&Econonomic Lightweight Accurate Silent Mighty Advanced）の愛称を付ける販促活動を開始。後にCA型、FJ型、RB型、E型にもこの愛称が拡大、最終的には1.0Lから3.0Lまで全てのガソリンエンジンに採用される状況となり[6]、これらのエンジンを搭載した車両の多くがスポーティカーとして市場に受け入れられたため、排ガス規制期に低下した日産のスポーツイメージの回復に寄与する事となった。

NAPSにおけるEGR

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NAPSは酸化触媒と同時に、度重なるEGR制御の改良により進歩してきたシステムでもあった。1974年のB210型サニーにて、暖気完了を電気的に検知する水温スイッチを用いて負圧弁を開閉する、ごく単純な制御のEGRの導入が始まっていたが、1975年以降はより信頼性の高いサーモスタット・バキューム・バルブ（TVV）で水温を検知して負圧の開閉を行うようになり、1978年以降はマニュアルトランスミッション車向けに特定段のギアの際にEGRの作動を制御するバキューム・ソレノイド・バルブ（VSV）も追加された。

負圧制御弁の改良と同時にEGR本体の改良も進められ、1977年以降はエキゾーストマニホールドの排圧を検知して電気信号に変換し、負圧制御弁の開閉を微調整するトランスデューサーの装着が行われた。始めは一定条件の排圧のみを検知して信号を送るバックプレッシャー・トランスデューサー（Back Pressure Transducer / BPT）のみが搭載されていたが、1981年以降はスロットルの負圧と排圧の双方を監視して信号を送る、より高度なベンチュリー・バキューム・トランスデューサー（Venturi Vacuum Transducer / VVT）に全てのNAPSエンジンのEGR制御が変更された[7]。

L型エンジン

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→詳細は「日産・L型エンジン」を参照

L型エンジンにおいては、直列4気筒シリーズ、直列6気筒シリーズ共に1975年からNAPSの導入が進められた。NAPS仕様のL型エンジンが初めて搭載されたのは330型セドリック / グロリアであった。

L型エンジンのNAPSは下記のような構成[8]であった。

  • 酸化触媒
  • EGR
  • エアポンプ式二次空気導入装置
  • 吸入空気温度調整式エアクリーナー
  • チャコールキャニスター
  • オートチョーク付きキャブレター
  • ダッシュポット（空気緩衝装置）[注釈 5]

また、車種によっては更に次のような機構が備えられる場合もあった[9]。

  • EGI
  • PCVバルブ
  • ブースト・コントロール・ディクレーション・デバイス（BCDD）[注釈 6]
  • トランスミッション・コントロール・バキューム・アドバンス・システム（TCVS）[注釈 7]
  • 排気温度警告灯（触媒温度・フロアパネル温度警告）

搭載車種:

A型エンジン

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→詳細は「日産・A型エンジン」を参照

A型エンジンにおいても1975年からL型と類似した構成[10]でNAPSの導入が進められた。NAPS仕様のA型エンジンが初めて搭載されたのはB210型ダットサン・サニーであったが、B210型は1973年に登場した時点でPCVバルブやチャコールキャニスターなどの装備[11]による昭和48年排出ガス規制への適合が始められており[12]、後には商用車など48年規制適合相当の車体にもNAPSエンブレムが貼付される場合があった[3]。

搭載車種:

NAPS-Z

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→詳細は「日産・Z型エンジン」を参照

NAPS-Zとは、日産・Z型エンジンに名付けられたペットネームであり、1978年に昭和53年排出ガス規制に対応するべく投入されたエンジン及び機構である。半球型燃焼室とツインプラグによる急速燃焼を基幹技術としており、ターボチャージャーを搭載した高出力エンジン（Z18ET）もラインナップされていた。

NAPS-Zはツインプラグと高速のスワールを発生させるように設計された燃焼室により、低燃費を実現した。また、VVTバルブによる高度なEGR制御により、きめ細かな排気再循環が可能となり、インテークマニホールドの設計変更によって各気筒への排ガスの分配も改善された。

しかし、通常のNAPSも1978年の時点で昭和53年規制に十分対応出来る水準に達していた為、NAPS-Zの急速燃焼技術が他のエンジンに拡大採用される事は無かった。しかし、NAPS-Zで確立したEGRのVVT制御はA型エンジンなどにも応用された。

NAPS-X

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→詳細は「日産・CAエンジン」を参照

NAPS-Xとは、日産・CAエンジンのうち、初期のSOHCエンジンに名付けられたペットネームであり、NAPS-Zと同様にツインプラグによる急速燃焼技術を使用していた。日本では1981年にT11型オースターにCA16Sエンジンが初搭載、米国では1982年にT11型スタンザにCA20S型が搭載された。CA型エンジンは通常のモデルは半球型燃焼室であったが、北米仕様のうちカリフォルニア仕様のみは台形型燃焼室が採用され、1983年以降は全てのCA型エンジンがこの燃焼室となった。NAPS-Zと同様に、後年にはターボチャージャー仕様（CA18ET）もラインナップされたが、CA型エンジン自体のDOHC化に伴い、ツインプラグのNAPS-Xコンセプトは利用されなくなり、NAPS-Xのペットネームも冠されなくなった。また、日産・E型エンジンや日産・KAエンジンなどの後年のSOHCエンジンにも、NAPS-ZやNAPS-Xのツインプラグ急速燃焼技術は継承されることなく終わっている。

なお、NAPS-XのCA20E 1,974ccエンジンは、NAPS-Z Z20Eエンジンと比較して

  • 幅が細い
  • 全長が短い
  • 77ポンドの軽量化
  • より高出力
  • より低燃費

であるとされた。

脚注

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注釈

  1. ^ Z型は海外でもNAPS-Zというペットネームが与えられていたのに対して、一般的なNAPSは海外市場向けの整備解説書では単にエミッション・コントロールと呼ばれていたのみであった。また、NAPS-Z自体も海外では4文字目のSystemを省略し、NAPZと呼称している場合も多い。
  2. ^ マツダのREAPS（Rotary Engine Anti Pollution System）、スバルのSEEC-T（Subaru Exhaust Emission Control - Thermal）など。
  3. ^ ホンダのCVCC、トヨタのTTC、三菱のMCA-JETなど
  4. ^ 同時期、いすゞのI-CAS（Isuzu-Clean Air Solutions）やダイハツのDECS-C等も同様の方式を採用している。
  5. ^ キャブレター車でのHC発生の要因となる、スロットルの急激な戻りを抑制するダンパー
  6. ^ Boost Controlled Deceleration Deviceのアクロニム。排ガス減少装置と呼ばれる事もある。エンジンブレーキ時に混合気や空気をシリンダーに投入する事でHC発生を抑制するバイパスバルブ
  7. ^ Transmission Controlled Vacuum advance Systemのアクロニム。単にTCSと呼ばれる事もある。特定の段数のギア以外の際にディストリビューターの真空進角装置をキャンセルして、点火進角による出力上昇を抑制する機構

出典

  1. ^ Datsun1200 Club - Tech Wiki - NAPS - 32-page publicity booklet from 1 April 1975
  2. ^ a b c Datsun1200 Club - Tech Wiki - NAPS -1975 advertisement
  3. ^ a b 西の風晴れ - 変なもの写真館単発ネタコーナー - 第15回「NAPSサニーバン」
  4. ^ 1-5　NAPS仕様一覧表（E-Y30型系車）
  5. ^ 排出ガス規制と低減技術の話（その５　ガソリンエンジンの場合：マスキー法以降）副館長　成田年秀 - 赤レンガ通信 Vol.79 - 産業技術記念館
  6. ^ PLASMA - Z31club
  7. ^ Datsun1200 Club - Tech Wiki - EGR
  8. ^ NAPS L系キャブレーター整備要領書 330型- 日産自動車,1975年
  9. ^ Model S30 Datsun 280Z Service Manual - Nissan Motor CO. LTD. 1974
  10. ^ NAPS A系エンジン整備要領書 50,51年適合型- 日産自動車,1977年
  11. ^ Model A10 & A12 engine Service Manual(F10 / B120 / B210) - Nissan Motors CO. LTD. , 1982/11
  12. ^ NISSAN MUSEUM 3代目サニー

参考文献

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ウィキポータル 自動車
ポータル 自動車
ウィキポータル 技術と産業
ポータル 技術と産業