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エンジン構成は、内燃エンジンを分類するための基本的な動作原理を説明します。
ピストン エンジンは、シリンダーのレイアウト、バルブ、カムシャフトによって分類されることが多いです。ヴァンケル エンジンは、ローターの数によって分類されることが多いです。ガス タービン エンジンは、ターボジェット、ターボファン、ターボプロップ、ターボシャフトに分類されることが多いです。
ピストンエンジン
ピストン エンジンは通常、シリンダーがクランクシャフトと平行に並ぶように設計されています。シリンダーが 1 列に並んでいる場合、 ストレート エンジン(または「インライン エンジン」)と呼ばれます。
シリンダーが 2 列以上に並んでいる場合 ( V 型エンジンやフラット エンジンなど)、各シリンダー列は「シリンダー バンク」と呼ばれます。シリンダー バンク間の角度は「バンク角」と呼ばれます。複数のバンクを持つエンジンは、同じサイズのストレート エンジンよりも短く、エンジン バランス特性が優れていることが多く、その結果、エンジンの振動が減り、最大エンジン速度が高くなる可能性があります。
4気筒以下のエンジンは直列4気筒レイアウト、8気筒以上のエンジンはV型レイアウトが主流である。ただし、 1919年から1954年にかけての各種高級車に搭載された直列8気筒エンジン、 [1] [2] [3] 一部の船舶用船外機に搭載されたV4エンジン、オートバイに搭載されたVツインエンジンやフラットツインエンジン、各種自動車に搭載されたフラット4エンジンなど、さまざまな例外がある。
シングルシリンダーバンク
直列エンジン(「インライン エンジン」とも呼ばれる) では、すべてのシリンダーがクランクシャフトに沿ってオフセットなしで 1 列に並んでいます。直列エンジンが斜めに取り付けられている場合は、「スラント エンジン」と呼ばれることもあります。直列エンジンの種類には次のものがあります。
複数のシリンダーバンク
V型エンジン
V 型エンジン(「V 型エンジン」とも呼ばれる) では、シリンダーが 2 つの別々の平面または「バンク」に並んでいるため、クランクシャフトの軸に沿って見ると「V」の形に見えます。V 型エンジンの種類には次のものがあります。
VR5 および VR6 エンジンは非常にコンパクトで軽量で、狭い V 角度により単一のシリンダー ブロックとシリンダー ヘッドが使用可能です。これらのエンジンは単一のシリンダー ヘッドを使用するため、技術的には直列エンジンであり、「VR」という名前は「短縮された直列エンジン」を意味するドイツ語の「Verkürzt」と「Reihenmotor」を組み合わせたものです。
フラットエンジン
フラットエンジン(「水平対向」エンジンとも呼ばれる) では、シリンダーが 1 つのクランクシャフトの両側に 2 つのバンクに配置されています。ボクサー エンジンはフラット エンジンのサブタイプで、対向するピストンが連動して出し入れされます。
フラットエンジンの種類は次のとおりです。
Wエンジン
W エンジンのシリンダーは、V エンジンのシリンダー バンクが文字 V に似ているのと同じように、文字 W に似た構成になっています。W エンジンの種類には次のものがあります。
ツイン「VR」エンジン バンクを使用する W エンジンは、技術的には V8 エンジンです。これらのエンジン バンクは単一のシリンダー ヘッドを使用するため、技術的にはストレート バンクであり、「VR」という名前は、ドイツ語の「Verkürzt」と「Reihenmotor」を組み合わせたもので、「短縮された直列エンジン」を意味します。
その他のレイアウト
星型エンジンでは、中央のクランクケースの周りに放射状にシリンダーが取り付けられています。ロータリー エンジンは、クランクシャフトが固定され、シリンダーがその周りを回転することを除いて、同様の構成になっています。(これは、以下で説明するヴァンケル エンジンの構成とは異なります。) 星型エンジンとロータリー エンジンの設計は、初期の航空機エンジンで広く使用されていました。
U エンジンは、ギアまたはチェーンで結合された 2 つの独立した直列エンジン (別々のクランクシャフト付き) で構成されています。ほとんどの U エンジンは、スクエア 4 エンジンやタンデム ツイン エンジンなど、4 つのシリンダー (つまり、直列 2 気筒エンジン 2 基の組み合わせ) を備えています。Uエンジンと同様に、H エンジンは、ギアまたはチェーンで結合された 2 つの独立したフラット エンジンで構成されています。H エンジンは、4 気筒から 24 気筒まで製造されています。
対向ピストン エンジンは、ピストンのペアが同軸になっているという点でフラット エンジンに似ていますが、クランク シャフトを共有するのではなく、ピストンのペアごとに 1 つの燃焼室を共有します。クランク シャフトの構成は、対向エンジンの設計によって異なります。1 つのレイアウトでは、中央にフラット/ボクサー エンジンがあり、両端に対向ピストンが追加されているため、各側のシリンダーごとに 2 つのピストンがあります。
X エンジンは、基本的に共通のクランクシャフトで結合された 2 つの V エンジンです。これらの大部分は、既存の V-12 エンジンを X-24 構成に改造したものです。
K サイクル エンジンを備えたスワッシュプレート エンジンでは、一対のピストンが対向配置され、シリンダーと燃焼室を共有し ます。
デルタ エンジンには、対向するピストンを持つ 3 つのシリンダー (または複数) があり、3 つの別々の平面または「バンク」に並んでいるため、メイン シャフトの軸に沿って見ると Δ の形をしているように見えます。このタイプのレイアウトの例としては、Napier Delticがあります。
ヴァンケル（ロータリー）エンジン
ヴァンケルエンジン（「ロータリーエンジン」と呼ばれることもある）は、ローターの数に基づいて分類できます。ほとんどの量産ヴァンケルエンジンは2つのローターを備えていますが、1つ、3つ、4つのローターを備えたエンジンも製造されています。[4] [5]ヴァンケルエンジンは、自然吸気かターボチャージャー付きかによっても分類できます。
ヴァンケルエンジンのほとんどはガソリンで稼働しますが、ディーゼルと水素で稼働するプロトタイプエンジンも試験されています。
ガスタービンエンジン
ガスタービンエンジンは主に航空機に使用され、通常は次のカテゴリに分類されます。
- ターボジェット、ガスは推進ノズルを通って移動する
- ターボファン、ガスはダクトファンを通って移動する
- ターボプロップ、ガスはダクトのないプロペラを通って移動し、通常は可変ピッチである。
- ターボシャフト、推力ではなく機械的トルクを生成するために最適化されたガスタービン
参照
参考文献
- ^ ポストヒュームス、シリル(1977) [1977]。「戦争と平和」。ベテランカーとヴィンテージカーの物語。ジョン・ウッド、イラストレーター (Phoebus 1977 ed.)。ロンドン: ハムリン / Phoebus。p. 70。ISBN 0-600-39155-8。
- ^ 「今日のエンジン：パッカード直列8気筒」www.jalopnik.com 。 2019年11月15日閲覧。
- ^ ヘミングスクラシックカー。第6巻第5号。2010年2月。39ページ。
{{cite magazine}}:欠落または空|title=(ヘルプ) - ^ 「技術的に興味深い：ヴァンケル博士のクアッドローターメルセデスSL」www.bringatrailer.com 2018年3月21日2019年8月31日閲覧。
- ^ 「4ローター・ヴァンケルエンジンの仕組み」www.roadandtrack.com 2016年11月23日2019年8月31日閲覧。