直列8気筒エンジン

直列8 気筒エンジン( I8 と略されることが多い)は、8 つのシリンダーすべてがクランクケースに沿って一列に並んだ 8 気筒内燃エンジンです。このタイプは、サイドバルブ、IOE、オーバーヘッドバルブ、スリーブバルブ、オーバーヘッドカム構成で生産されています。

直列 8 気筒エンジンは、一次および二次の固有のバランスに調整可能で、一次または二次の力やモーメントの不均衡はありません。ただし、すべてのエンジンにある程度存在するクランクシャフトの ねじり振動は、クランクシャフトの補助端にハーモニック ダンパーを使用する必要があるほどです。このような減衰がないと、後部のメイン ベアリングジャーナル付近で疲労亀裂が発生し、エンジンの故障につながる可能性があります。

直列 6気筒エンジンも、固有の一次および二次バランスに合わせてタイミングを調整できますが、直列 8 気筒エンジンは 1 回転あたりのパワー ストロークが多くなるため、負荷がかかった状態でも直列 6 気筒エンジンよりもスムーズに動作します。また、1 回転あたりのパワー ストロークが偶数であるため、直列 8 気筒エンジンは、エンジン速度が低いときに車両のドライブラインに不快な奇数次高調波振動を発生しません。

直列8気筒エンジンは滑らかな回転特性から、昔の高級車やレーシングカーで人気がありました。しかし、エンジンの長さのために長いエンジン室が必要となり、その基本設計は現代の車では受け入れられませんでした。^[1]また、エンジンが長いため、クランクシャフトとカムシャフトの両方のねじり振動が高速時の信頼性と性能に悪影響を及ぼす可能性があります。特に、高エンジン回転数でのクランクスローへの遠心力の影響によって引き起こされる「クランクシャフトホイップ」と呼ばれる現象は、コネクティングロッドとクランクケース壁との物理的接触を引き起こし、エンジンの破壊につながる可能性があります。その結果、この設計はより短いV8エンジン構成にほぼ完全に置き換えられました。

最初の直列8気筒エンジンは、1903年にシャロン、ジラルド、フォークト（CGV）によって考案されたが、作られることはなかった。[ ^{2] [要ページ]}第一次世界大戦中にメルセデスがメルセデスD.IVなどの直列8気筒航空機エンジンを製造し、大きな進歩を遂げた。航空機への直列8気筒エンジンのメリットには、細長い形状による空力効率や、エンジン本来のバランスによりクランクシャフトのカウンターウェイトが不要になることなどがあった。当時の航空機エンジンはプロペラの先端速度を音速未満に保つために低速で稼働していたため、クランクとカムシャフトのねじれによるデメリットはこの時点では考慮されていなかった。

1914年までにド・ディオン・ブートン、スクリップス・ブース、キャデラックの自動車で使用されていたV8エンジン構成とは異なり、直列8気筒エンジンは1920年より前に量産車には使用されませんでした。

イタリアのイソッタ・フラスキーニは、1919年にパリ・サロンで直列8気筒エンジンを搭載した最初の量産自動車、ティポ8を発表しました^。[3] レイランド・モーターズは、 1920年にロンドンのオリンピアで開催された国際モーターショーで、 OHC直列8気筒エンジンを搭載した高級車、レイランド・エイトを発表しました。 ^{[4] [5]}デューセンバーグ兄弟は、1921年に直列8気筒エンジンを搭載した最初の量産自動車を発表しました。^{[6] : p48}

直列8気筒エンジンは、第二次世界大戦後まで高級車や高性能車で使用されていました。ブガッティとデューセンバーグは、ダブルオーバーヘッドカム直列8気筒エンジンをよく使用していました。その他の著名な直列8気筒エンジン搭載車は、ダイムラー、メルセデスベンツ、イソッタフラスキーニ、アルファロメオ、スタッツ、スターンズナイト、パッカードによって製造されました。これらのエンジンのマーケティング上の特徴の1つは、その印象的な長さでした。デューセンバーグエンジンの中には、長さが4フィート（1.2メートル）を超えるものもあり、その結果、これらの自動車に見られる長いボンネットが生まれました。

1920年代の米国では、ハップモービル（1925年）、チャンドラー（1926年）、マーモン（1927年）、ガードナー（1925年）、キッセル（1925年）、ロコモービル（1925年）、オーバーン（1925年）などの自動車メーカーが、中流階級をターゲットにした車に直列8気筒エンジンを採用し始めた。エンジンメーカーのライカミングは、ガードナー、オーバーン、キッセル、ロコモービルなどの自動車メーカーに販売する直列8気筒エンジンを製造した。ハップモービルは独自のエンジンを製造した。ライカミングはオーバーンのオーナーであるエレット・ロバン・コードに買収され、彼は前輪駆動のコードL-29自動車にライカミングの直列8気筒エンジンを搭載し^[7] 、コード所有のデューセンバーグ社向けにデューセンバーグ兄弟が設計したデューセンバーグモデルJ用の直列8気筒エンジンをライカミングに製造させた^。[8]オーバーン、コード、デューセンバーグからなるコード社内の自動車製造会社は1937年に閉鎖された。ライカミングは今日まで航空機エンジン製造会社として存続している。

1920年代後半、量販店のハドソンとスチュードベーカーは、それぞれのラインの高級車向けに直列8気筒エンジンを導入しました。1930年代初頭には、ナッシュ（デュアル点火装置付き）、REO、ゼネラルモーターズのビュイック、オールズモビル、ポンティアック部門がこれに続きました。

ビュイックの直列8気筒エンジンはオーバーヘッドバルブ設計だったが、オールズモビルの直列8気筒エンジンとポンティアックの直列8気筒エンジンはフラットヘッドエンジンだった。エントリーレベルのブランドであるシボレーには直列8気筒エンジンがなかった。ゼネラルモーターズの高級ブランドであるキャデラックは、従来のV8エンジンに固執した。競合他社の直列8気筒エンジンと同じくらいスムーズなエンジンにするために、キャデラックはV8にクロスプレーンクランクシャフトを導入し、ラインナップのトップに V12およびV16エンジンを追加した。

フォードは直列 8 気筒エンジンを採用しませんでした。エントリーレベルのフォード車は1950 年代までフラットヘッド V8エンジンを使用していましたが、高級車のリンカーンは1930 年代から 1980 年代まで V8 エンジン、1930 年代と 1940 年代には V12 エンジンを使用していました。クライスラーは、高級モデルのインペリアルを含むプレミアム クライスラー車でフラットヘッド直列 8 気筒エンジンを使用していました。

イギリスのR101硬式飛行船には、ベアードモア トルネードMk I 直列8気筒ディーゼルエンジンが5基搭載されていた。これらのエンジンは1,000rpmで700bhp (520kW)の出力を発揮するように設計されていたが、実際には900rpmで連続出力は585bhp (436kW)に過ぎなかった。^[9]

第二次世界大戦後、自動車市場の変化により直列8気筒エンジンは衰退し、自動車用エンジンとして完全に消滅した。直列8気筒エンジンの主な使用者は、戦前から引き継がれてきたアメリカの高級車やプレミアムカーであった。フレキシブルな都市間バスはビュイックの直列8気筒エンジンを使用していた。

第二次世界大戦中、航空ガソリンの生産に使用される精製技術の改良により、安価な高オクタン価ガソリンが大量に入手できるようになった。エンジンは、高オクタン価ガソリンを活用するために、より高い圧縮比で設計できるようになった。これにより、エンジンの負荷が高まり、直列 8 気筒エンジンの長いクランクシャフトとカムシャフトの限界がさらに拡大した。

オールズモビルは1949年に直列8気筒フラットヘッドエンジンをオーバーヘッドバルブV8エンジンに交換し、その時にキャデラックのV8もオーバーヘッドバルブ付きのものに変更された。クライスラーは1951年に直列8気筒を有名なヘミV8に交換した。ハドソンは1952年モデルの末に直列8気筒を廃止した。ビュイックは1953年に(4.0"ボア×3 13 ⁄ 64 "ストローク=322 in³ (5.277 L)) V8を導入したが、これは(3 7 ⁄ 16 "ボア×4 5 ⁄ 16 "ストローク=320.2 in³ (5.247 L))直列8気筒とほぼ同じ排気量であり、後者は1953年モデルの末まで生産された。ポンティアックは1954年モデル年末まで直列8気筒とLヘッド直列6気筒の生産を続け、その後V8が標準となった。パッカードは1954年末に自社の代表的な直列8気筒の生産を終了し、オーバーヘッドバルブV8に置き換えた。^{[10] [11]}

1970年代末までに、米国で製造された自動車の80％はオーバーヘッドバルブV8エンジンを搭載し、残りのほとんどは6気筒エンジンを搭載していました。^{[6] ：pp99-103、116–117}

ヨーロッパでは、第二次世界大戦中に多くの自動車工場が破壊され、戦争で荒廃した経済が回復して大型車が再び人気を博すまでには何年もかかりました。車のデザインが、別々のフェンダーの間にある長いエンジンルームから、エンジンルームが短い現代的な構成に変わったことで、直列 8 気筒エンジンは急速に衰退しました。この結果、そしてガソリン価格が米国の数倍も高くなったため、ヨーロッパの車の大半は 4 気筒および 6 気筒エンジンを搭載し、生産された数少ない 8 気筒車は V8 構成でした。^{[6] : pp99-113, 119–135}

イギリス陸軍は、アルヴィス FV 600 装甲車ファミリーに、ロールスロイス B80直列 8 気筒エンジン シリーズを選択しました。アルヴィス サラディン装甲車は 6x6 設計で、エンジン室が後部、76.2 mm 低圧砲塔が中央、運転手が前方に配置されていました。サラセン装甲兵員輸送車は、エンジンが前方、運転手が中央、後部に最大 9 人の兵士を乗せられるスペースがありました。スタルワート水陸両用兵站輸送車は、前輪の上に運転手室、後部に大きな B81 エンジン、中央と後部に大きな荷物室があります。サラマンダー消防車は非装甲で、スタルワートに似ていましたが、従来の消防車の上部構造が採用されていました。

ロールスロイス B80 シリーズのエンジンは、レイランド マーシャン軍用トラック、センチュリオンARV のウインチ エンジン、さまざまなデニス消防車など、他の軍事および民間用途にも使用されました。

長さ、重量、ベアリング摩擦、ねじり振動といった欠点により直列8気筒は戦後に消滅したが、直列8気筒は1920年代後半から1940年代後半にかけて高性能エンジン設計として好まれ、1950年代半ばまでモータースポーツで優れた成績を残し続けた。ブガッティ、デューセンバーグ、アルファロメオ、メルセデス・ベンツ、ミラーは1920年代から1930年代にかけて、高性能のデュアルオーバーヘッドカムシャフト直列8気筒エンジンを搭載したレーシングカーを製造し、成功を収めた。

デューセンバーグ兄弟は1920年に直列8気筒レース用エンジンを初めて成功させ、3Lエンジンはインディアナポリス500で3位、4位、6位に入った。翌年、彼らの車のうち1台がフランスグランプリで優勝し、他の2台がレースで4位と6位に入った。第一次世界大戦中に同社が16気筒航空機エンジンで行っていた研究に基づいて、オーバーヘッドカムシャフト、気筒あたり3バルブのエンジンは、4,250 rpmで115ブレーキ馬力（86  kW） を生み出し、（当時としては）驚異的な5,000 rpmまで回転することができた。戦前のグランプリエンジンで3,000 rpmを超えるものはなかった。^{[12] : pp22–25}

ブガッティは1922年から直列8気筒エンジンの実験を行い、1924年には2Lのブガッティ タイプ35を発表しました。これは史上最も成功したレーシングカーの1つであり、最終的には1000以上のレースで優勝しました。デューゼンバーグと同様に、ブガッティは第一次世界大戦中の航空機エンジンの製造からアイデアを得ており、彼らと同様に、彼のエンジンはシリンダーあたり3つのバルブを備えた高回転オーバーヘッドカムシャフトユニットでした。5,000rpmで100bhp（75kW）を生み出し、6,000rpm以上まで回転させることができました。タイプ35とその派生型は400台近く生産され、グランプリモーターレースの史上最高記録となりました。^{[12] : pp26–29}

直列8気筒エンジンの技術的問題に最初に対応したのはアルファロメオだった。P2とP3のレーシングカーエンジン、そしてミッレミリアやル・マンで名を馳せたスポーツカー、アルファロメオ8C 2300/2600/2900では、カムシャフトドライブがエンジン中央の4番気筒と5番気筒の間に移動され、前述の制限が軽減された。直列8気筒エンジンは実際には、カムシャフトとスーパーチャージャー用の共通ギアトレインで中央で結合された、対称的な直列4気筒エンジンのペアとして構築された。オーバーヘッドカムシャフトは2本だが、気筒あたりのバルブは2つだけだった。^{[12] : pp34–37}

アルファロメオの直列8気筒エンジンは、第二次世界大戦後に復活し、1950年のF1レースの最初のシーズンを制覇し、 1951年にはフェラーリのV12エンジン搭載車に対抗して2年目のシーズンで優勝した。アルファロメオ158/159アルフェッタは1937年に設計され、1938年から1951年の間に出場した54回のグランプリのうち47回で優勝した（戦争による6年間の中断を含む）。1951年までに、1.5Lのスーパーチャージャー付きエンジンは、9,300rpmで425bhp（317kW）を出力し、10,500rpmまで回転することができた。しかし、エンジンの潜在能力は限界に達しており、1952年シーズンのルール変更によりアルフェッタは時代遅れとなった。^{[12] : pp67–69}

メルセデス・ベンツは1955年に、チャンピオンシップを制したW196フォーミュラワンレーシングカーと300SLRスポーツレーシングカーで、最後の注目すべき直列8気筒レーシングカーを製作した。300SLRは、 1955年のミッレミリアでのスターリング・モスとデニス・ジェンキンソンの勝利で有名になったが、1955年のル・マン24時間レースでのピエール・ルヴェの致命的な事故でも悪名高かった。300SLRは、カムシャフトだけでなく、ギアボックスもエンジンの中心から駆動されるようになったため、1930年代初期のアルファロメオ設計の最終発展型であった。エンジニアは、長いクランクシャフトの端から動力を取るとねじり応力が高くなりすぎると計算し、中央に中央ギアトレイン（デュアルカムシャフト、デュアルマグネトー、その他のアクセサリも駆動）を配置し、ドライブシャフトを後部のクラッチハウジングまで走らせました。^{[12] : pp94-97}

• GMエンジン一覧

• デイヴィス、ジョン・ウィリアム。「ウェールズのモータースポーツ - 自動車」。ジョン・ウィリアム・デイヴィス。2012年10月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年1月20日閲覧。
• ヴァン・ダム、ステファン。「ヒストモービル：レイランド - 1920 年代」。ステファン・ヴァン・ダム。2009 年 1 月 20 日閲覧。