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エンジンの種類

 

クルマを動かす原動力、クルマの心臓部とも言えるエンジン。
このエンジンにはいくつかの種類があり、種類によって特性があります。クルマの特性や目的によってもエンジンは使い分けられ、使われているエンジンによってクルマそのものの価値も変わってきます。

 

エンジンはまず、その構造によってレシプロエンジンとロータリーエンジン、燃料によってガソリンエンジンとロータリーエンジンに大別されます。

 

乗用車に搭載されるエンジンの中で、これまで日本で主流だったのがガソリンレシプロエンジンです。ガソリンレシプロエンジンは、搭載車種や仕様の目的によって、多種多様のものが開発されています。

 

その一方で、急速に高まる地球規模の環境対策の必要性から、従来のガソリンエンジンと強力な電気モーターを組み合わせて、十分な動力性能と高燃費を実現したハイブリッドカーや、排出ガスの削減と高出力を実現した新しいディーゼルエンジン、いわゆるクリーンディーゼルエンジンも、ガソリンエンジンを追い越す勢いで増加しています。

 

 

レシプロガソリンエンジン

 

シリンダーの中を往復するピストンの力を回転運動に変換することで出力するのがレシプロエンジン。その中で、ガソリンを燃料としているのがレシプロガソリンエンジンです。

 

シリンダーの上部には給排気用のバルブがあって、バルブを正確なタイミングで動かす機構が複雑なものの、長い開発と改良の歴史の中で技術は熟成しており、現在のレシプロエンジンは極めて高い完成度となっています。

 

なお、一つのシリンダーに吸排気バルブが合計4本備わっているのが「4バルブ」。バルブを駆動するカムシャフトが吸排気それぞれに1本、計2本備わっているのが「ツインカム」で、一般的には「DOHC(ダブルオーバーヘッドカム)」と呼ばれています。

 

 

ディーゼルエンジン

 

レシプロガソリンエンジンと同じく、ピストンの往復運動を回転運動に変換するレシプロエンジンのだが、経由を燃料とするディーゼルエンジンの特徴は、ガソリンエンジンと違ってスパークプラグなどの電気点火装置を持たないことです。

 

シリンダーに吸入された空気は、ガソリンエンジンの2倍ほどにも圧縮されることで高温になり、そこに経由を高圧噴射して着火することで爆発を起こします。

 

構造の特性によって、ディーゼルエンジンはガソリンエンジンうよりも丈夫で重く、高回転化は困難だが、低速のトルクが強く、燃料もガソリンより安価な経由であるため経済的に優位なのです。

 

こうしたことから、ディーゼルエンジンは、商用車やバス、トラックなどのほか、乗用車では比較的車重の重いクロカン4躯などに多く搭載されています。

 

また、技術の進歩により、排気ガスのクリーンなディーゼルエンジンが開発され、一般の乗用車でも小型のディーゼルエンジンを搭載する車種が増えています。

 

また、ヨーロッパでは、排気量の大きな高級乗用車にまでディーゼルエンジンの搭載が拡大しています。

 

 

レシプロエンジンのシリンダーレイアウト

 
レシプロエンジンでは、ピストンの往復運動によって発生させる力を円滑に、よりパワフルにするためにシリンダーを複数可(多気筒化)していますが、その数や配列の方法が、エンジンの大きさや重さ、あるいはクルマの走行特性にまで影響を及ぼします。

 

 

直列エンジン

 

複数のシリンダーを一直線に並べたレイアウトのエンジンで、最も一般的なレイアウトです。吸排気の機構が一列にまとめられているので構造がシンプルです。

 

気筒数は、排気量1000cc〜2000ccクラスの4気筒の直4が最も多く、660ccの軽自動車では3気筒、2000ccを超える高級車では回転の滑らかな6気筒が主流でしたが、最近では、衝突時の安全性を考慮し、6気筒ではコンパクトなV型6気筒に取って変わられつつある。

 

 

V型エンジン

 

シリンダーを一直線に並べる直列エンジンは吸排気機構がシンプルな反面、排気量を大きくするためにシリンダー数を増やすとエンジン長が長くなってしまい大きな搭載スペースが必要になってしまいます。

 

そこで考案されたのが、シリンダーを交互に角度をつけて振り分け、回転軸方向から見た時にV字型に配列したのがV型エンジンです。

 

6気筒の場合、直列3気筒エンジンを2基、角度をつけて組み合せたような形になり、吸排気機構は複雑なものになりますが、エンジンの大きさはコンパクトになるというメリットがあります。

 

 

水平対向エンジン

 

V型エンジンの左右のシリンダー列の角度を拡大し、180度(水平)にしたのが水平対向エンジン、別名ボクサーエンジンです。

 

エンジンの幅は広くなりますが、クルマのパーツの中で最も重いエンジンの重心が低くなるため、クルマの安定せうが向上します。
ポルシェやスバルの水平対には定評があります。

 

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