〜ロータリーエンジン〜

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ロータリーエンジンってどんなエンジン?

ロータリーエンジン画像
図:ロータリーエンジン
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』

ロータリーエンジンといえば「マツダRX−7/8」を連想します。現在でも、数多くの「ロータリーエンジンファン」が存在します。

でも「ロータリーエンジンってどんなエンジン?」「ロータリーエンジンの魅力って何なんだろう?」

そんなロータリーエンジンについて簡単に説明しています。

ここから「ロータリーエンジン」について説明しています。

ロータリーエンジンって?

ロータリーエンジンは「レシプロエンジン」で用いられている「ピストン」を「ローター」に置き換え、燃焼サイクルを行うエンジンです。(※上図の「おむすび型」の回転しているものが「ローター」です。)

ドイツの技術者「フェリクス・バンケル」が発明した内燃機関です。

本来このエンジンは「バンケルエンジン」という名称で、「ロータリーエンジン」という名称はマツダ(元 東洋工業)が付けた名称です。英語で「rotary engine」(ロータリーエンジン)というときは通常「航空機用エンジン」を指します。自動車用として使われ始めたのは東洋工業(現・マツダ)が量産化に成功し「コスモスポーツ」に搭載しました。

他にもシトロエンなどが量産モデルに搭載していますが、1970年代以降も量産を続けたのはマツダのみです。

ロータリーエンジンの仕組みは、シリンダ(ローターハウジング)の中にあるローター(上図A)が回転運動をして「吸気」「圧縮」「膨張」(燃焼)「排気」の工程を行うものです。シリンダの形状は独特で、幾何学的形状でペリトロコイド曲線(下図)という「まゆ型」をしています。またローターの形状は三角形の「おむすび型」をしています。

ローターには「エキセントリックシャフト」(上図B)という「偏心した(芯のずれた)軸」が取付けられています。これはレシプロエンジンでいう「クランクシャフト」の役割をしていて、ローターの回転運動を動力に伝えています。回転比はローターが1回転するとエキセントリックシャフトは3回転します。

ペリトロコイド曲線

ロータリーエンジンの長所や短所は?

ピストンを用いる同出力のレシプロエンジンと比べての長所としては

1.軽量、コンパクト 2.低振動、低騒音 3.ハイパワーなどが挙げられます。

1.の「軽量、コンパクト」というのはロータリーエンジンは構造上、カムやバルブを持たないということも要因の一つです。2.の「低振動、低騒音」は、レシプロエンジンは「上下運動」するピストンを持ちます。一方、ロータリーエンジンはピストンの代わりに「ローター」という「おむすび型」の物が「回転運動」する為「低振動、低騒音」であると言われています。3.の「ハイパワー」と言われているのは構造上、ローターの回転力を出力軸に効率的に伝えることができるので「パワーロスが少ない」とされる為です。しかしレシプロエンジンと比べて「排気量の換算」の問題(違い)もあることから、この点は賛否両論分かれるところです。

短所としては

1.燃焼効率(燃費)が良くない 2.低速トルクが不足するなどが挙げられます。

1.の「燃焼効率(燃費)が良くない」と言われることにはいくつかの原因があります。ロータリーエンジンは燃焼室の面積が大きく、その為「燃焼」によって造られた「熱エネルギー」が余分な熱として放出されてしまい、結果「運動エネルギー」に変換しずらい構造になっています。またレシプロエンジンに比べて「圧縮比」が低い為、トルクを得る為にエンジンの回転数で補っていることも要因の一つです。その他には「給排気効率」もあまり良くないことも挙げられますが、この点は新型のロータリーエンジンではかなり改善されているようです。2.の「低速トルクが不足する」というのは、ロータリーエンジンは構造上「圧縮比」が低い事が要因の一つです。これは「圧縮室」の形状の問題や「アペックスシール」と呼ばれる気密性を保つ為の部品が高い気密性を保てないことが原因です。ただ「高速走行時」にはこれらの問題も解消され、「ロータリーエンジン本来の性能」が発揮されます。

その他の短所としては、ロータリーエンジンは潤滑の為に「エンジンオイル」をハウジング内に注入しています。その為エンジンオイルも燃焼され、一定の割合で減少すること等も挙げられます。

主に経済性の面で敬遠されがちなロータリーエンジンですが、マツダは「水素ロータリーエンジン」という「ガソリンと水素のどちらも使用できる」エンジンの開発も行っており、リース販売で実用化もされています。このような「新エンジン」がロータリーエンジンが幾つも抱える問題を解決してくれる事を期待しています。

あの「どこまでも回り続けるようなエンジンフィール」は他のエンジンでは表現できません。ロータリーエンジンの今後の発展に大きく期待しましょう。

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