日産・Z型エンジン
概要
Z型エンジンは排気量を増大させるために、シリンダーの長さを延長したハイブロックの手法を用いているZ24を除いて、初期の直列4気筒L型エンジンと殆ど同一の鋳鉄製シリンダーブロックを用いており、実質的なL型4気筒の後継・改良機にあたる。全てのZ型エンジンはバルブトレーンにSOHCを採用していた。Z型エンジンの最も大きな特徴は、吸気ポートを排気ポートの反対の車両右側に移動することにより、性能向上と公害低減を両立したアルミニウム合金製・半球型燃焼室のクロスフローシリンダーヘッドの採用であった。この変更により、燃料と空気の混合気がより容易に燃焼室に入り込めるようになり、排気ポートを通過する排気ガスの速度が向上したことで、より効率的にシリンダー内部の掃気を行えるようになり、復帰パルスを低減することができた。
また、Z型エンジンには独自の排ガス対策機構として、高回転域まで大量の排気ガスを循環させるように設定されたEGRが装備され、EGRによる点火不良の克服と混合気の燃焼伝播速度を高速化する目的で、1気筒辺り2本の点火プラグを装備するツインプラグ構成が併用された。大容量EGRによってNOxが低減され、残るCOとHCは当時比較的安価だった酸化触媒(二元触媒)と二次空気導入装置にて浄化する仕組みであり、日産はこの機構を急速燃焼方式と称し、ペットネームとしてNAPS-Zと名付けた。Z型エンジンはこれらの改良により昭和53年排出ガス規制を初めとするマスキー法準拠の厳しい排ガス規制を、比較的簡素な機構でクリアすることに成功した。
燃料供給装置はダウンドラフト式キャブレターがシリーズを通じて主体であったが、後年では乗用車向けに電子制御式燃料噴射装置を備えたものや、過給機を装着した高性能エンジンもラインナップされた。Z型エンジンはターンフローのL型4気筒搭載車両を近代化する役割を担い、1970年代から1980年代にかけての日産の中型4気筒エンジンの中核を成す存在であったが、登場当初から急速燃焼に伴う燃焼騒音が問題点及び技術課題として俎上に上がっており、その後の燃焼騒音対策の技術開発を促す契機ともなった。また、Z型エンジンで確立された大量EGR・ツインプラグによる急速燃焼技術は、当時としては画期的且つ安価な排ガス対策機構であったが、1980年代中盤以降は三元触媒の普及と低廉化によって次第にその存在意義が薄くなっていき、横置きエンジンの前輪駆動車の台頭によってより小型軽量なエンジンが求められたことにもより、後に乗用車向けは日産・CAエンジン、ワゴンや商用車向けは日産・KAエンジンと日産・NAエンジンにそれぞれ置き換えられていった。
アメリカでの商品展開
北米市場で販売された全てのZ20、Z22及びZ24エンジンは、NAPS-Z(NAPZまたはNAPEZとも)エンジンとして知られており、北米でもNAPSはNissan Anti-Pollution Systemの略として認知されていた。日本市場と異なり、北米市場のNAPS-Zエンジンのうち、1982年以前に製造されたものと、パスファインダーに搭載されたZ24iは原則として乗用車用エンジンであってもシングルプラグヘッドが搭載されていた。
しかし全米50州のうち唯一、周年の厳しい排ガステスト(スモッグチェック制度)が車両所有者に義務付けられたカリフォルニア州においては、上記を含めた全てのNAPS-Zエンジンにツインプラグヘッドが搭載され販売された。