V4エンジン

V4 エンジンは、シリンダーが共通のクランクシャフトを共有し、V 字型に配置された4 気筒ピストン エンジンです。

V4エンジンは直列4気筒エンジンに比べるとあまり一般的ではありませんが、自動車、オートバイ、その他の用途で使用されてきました。

一部の V4 エンジンには、対向するシリンダーで共有される2 つのクランクピンがあります。このタイプのエンジンでは、クランクシャフトは通常 3 つのメイン ベアリングで支えられています。ただし、この配置ではエンジンの点火が不均一になります。点火間隔を均等にするには、分割クランクピンが適しています。

より一般的な直列4気筒エンジンのレイアウトと比較すると、V4エンジンははるかに短い。異なるV角を使用できるが、2つのピストンが90°のV角でクランクピンを共有する場合、エンジンは完全な一次バランスも達成し、振動を減らす二次バランスが向上するという追加の利点も提供する。^[1] V4エンジンの短いクランクシャフトは、剛性が高く、サポートが少ないため摩擦損失が少なくなるため、ねじり振動の影響を受けにくい。 ^{[引用が必要]}

V4エンジンの欠点としては、直列4気筒エンジンに比べて設計が本質的に幅広く、直列4気筒エンジンの場合はシリンダーヘッド1つ、マニホールド1つ、バルブトレイン1つ、カムシャフト1セットのみであるのに対し、オーバーヘッドカムエンジンの場合は排気マニホールド2つ、シリンダーヘッド2つ、バルブトレイン2つ（したがってカムシャフト2セット必要）が必要であることが挙げられます。^[2]直列4気筒エンジンに比べて、部品バンクが2つあるため、コストと複雑さが増します。

V4 エンジンは直列 4 気筒エンジンよりも幅が広いため、補助駆動装置、吸気システム、排気システムを組み込みながら全体をコンパクトにするのは、他の V 型エンジンのように難しい場合があります。幅を狭くするために、60 度などの狭い V 角を利用できます。60° V4 は 90° V4 エンジンよりもコンパクトですが、60° 設計は完全なプライマリバランスを保っていないため (クランクピンが分割されていない場合)、V6 エンジンと同様に振動を減らすためにバランス シャフトが必要になることがよくあります。さらに、共有クランクピンを持つ (4 ストローク) V4 エンジンはどれも点火が不均一で、振動が大きくなり、より重いフライホイールが必要になる可能性があります。Ford Essex V4 エンジンやFord Taunus V4 エンジンで使用されているように、60° V4 で分割クランクピンを使用すると、点火順序が均等になります。

V4エンジンが自動車に初めて採用されたのは、グランプリレース（後に「フォーミュラワン」と呼ばれる）の車だった。先駆的なV4エンジンの1つは、1898年にフランスで製造されたモルス社製のリアエンジン車だった。 ^{[3] [4]}当時、V4エンジンの振動の少なさが大きなセールスポイントだった。^[5]しかし、1901年までにこの車のV4エンジンは従来の直列4気筒エンジンに置き換えられた。

1907年のフランスグランプリでは、 J・ウォルター・クリスティがエントリーした車は19,891cc（1,214立方インチ）のV4エンジンを搭載しており、これはグランプリレースで使用された最大のエンジンであった。^[6]エンジンは車体の前方に横置きされ、車は前輪駆動であった。この車はフランスグランプリでわずか4周でリタイアしたが、後に時速164km（102マイル）の速度記録を樹立した。^[7]

量産車に使用された最初のV4エンジンは、 1922年のランチア・ラムダに初めて使用されたランチアV4エンジンでした。^[8]ランチアエンジンは、バンク間の角度が20度の狭角設計で、1つのシリンダーヘッドと両方のバンクで共有される1つのオーバーヘッドカムシャフトを備えていました。また、ブロックとヘッドの両方にアルミニウムが使用されていました（当時としては珍しいことでした）。^[9]ランチアは1976年までV4エンジンを生産し、その後フラット4エンジンに置き換えられました。

1960年から1994年にかけて製造されたZAZザポロージェツは、後部にV4エンジンを搭載したソ連の都市型車である。^{[9]このエンジンは、} LuAZ-967水陸両用軍用車両に使用された設計に基づいている。マグネシウムブロックを使用した空冷式で、排気量は0.7～1.2L（43～73立方インチ）で生産された。^[10]

AMC空冷108は、1960年から1963年にかけて軽量のM422マイティマイト軍用車両に搭載するために製造された108立方インチ（1.8リットル）のエンジンでした。^{[11] [12]} M422はアメリカのアメリカンモーターズコーポレーション（AMC）によって開発され、ヘリコプターで輸送できるように特別に設計されました。 ^{[13] [14]}

1960年代初頭、フォードのヨーロッパ部門は2つの無関係なV4エンジンを生産した。^[9] 1つ目は、 1962年から1981年までドイツで生産されたフォード・タウヌスV4エンジンである。タウヌスは、水冷式でオーバーヘッドバルブを備えた60度V4エンジンであった。当初はフロントエンジン車での使用を目的として設計されたこのエンジンは、様々なフォードモデルに使用され、前輪駆動のサーブ95、サーブ96、サーブソネットモデルにも使用された。ミッドエンジンのマトラ530スポーツカーにも使用された。^{[15] [16] [17]} 2つ目のフォードV4エンジンは、1965年から1977年までイギリスで生産され、フォード・コルセア、カプリ、コンサル、ゼファー、トランジットのいくつかのモデルに使用されたフォード・エセックスV4エンジンである。^[18]タウヌスエンジンとは別に設計されたが、エセックスも水冷式、オーバーヘッドバルブを備えた60度V4エンジンであり、フロントエンジンの車やバンでの使用を目的として設計された。

2014年から2017年のシーズンに使用されたポルシェ919ハイブリッドLMP1レーシングカーは、ミッドマウントされた2.0L（122立方インチ）90度ターボチャージV4エンジンを使用していました。^[19]

V4エンジンを搭載した最初のオートバイの1つは、1931年から1935年にかけてイギリスで製造されたマッチレス・シルバーホークでした。 ^[20]シルバーホークは、シングルシリンダーヘッド、プッシュロッドバルブ駆動、空冷を備えた狭角16度V4エンジンを使用していました。

1936年から1938年にかけてプフP800はオーストリアで民間と軍の両方の用途で製造されました。^[21] P800は、2つのシリンダーヘッドと空冷を備えた非常に広角の170度V4エンジン（そのため、外観は水平対向4気筒エンジンに近い）を使用していました。^[22]

V4エンジンは1980年代半ばから後半にかけて使用され、特に水冷式の90度V4エンジンを搭載した横置きエンジンのホンダバイクで使用されました。^[23]

2020 年以降、 MotoGPメーカーの大半はバイクに V4 構成を選択しました。これには以下が含まれます。

• ホンダRC213V
• ドゥカティ デスモセディチ
• KTM RC16
• アプリリア- 2020年シーズンの90°V4

その理由は、従来の点火順序の直列4気筒エンジンと比較して、V4エンジンは

• 幅が狭くなり、より空気力学的に優れたバイクとなり、重心が低くなる可能性がある。
• 不均一な点火により、パワーストローク間の休止中に後輪が回復する時間が長くなるため、加速中の後輪のトラクション管理が向上します。
• 二次バランスが向上し、特に高回転時にエンジンからのフィードバックが向上します。
• RPM範囲にわたってより均一なトルク分布を提供します

V4 エンジンのもう 1 つの用途は、ボートの船外機です。V4 構成は、エンジンの長さが短いため、船外機の船舶用途で人気があります。

1958年、ジョンソンとエビンルードはともに、50馬力（37kW）、重量200ポンド（91kg）の70.7立方インチ（1,159cc）V4船外機を発売した。^[24] 1972年までに、同じ基本的なV4ブロックは、メーカーがレースで得た経験のおかげで、標準の状態で2倍以上の馬力を生み出すようになった。^[25] 1988年、ヤマハは「プレシジョンブレンド」オイル噴射と呼ばれるものを備えた130馬力（97kW）の2ストロークV4を米国市場に発売した。^[26]船外機のほとんどは、通常、キャブレター付きの2ストロークエンジンである。

1935年、ウィスコンシン・モーター・マニュファクチャリング・カンパニーは、産業用、農業用、据置型用途向けのガソリンV4エンジンの生産を開始し、^[27]いくつかの農業機械メーカーがウィスコンシンV4エンジンを採用しました。^[28] 1950年、最大のウィスコンシンV4エンジンはVR4Dで、排気量255立方インチ（4.2リットル）、出力56.5馬力（42kW）/3000rpm、最大トルク162ポンドフィート（220Nm）/1250rpmでした。^[29]同社は2019年までV4エンジンを生産していました。 ^[30]

1940年代半ば、イギリスのターナー・マニュファクチャリング社は、産業用および船舶用にディーゼル水冷V4エンジンを製造した。このエンジンは、1949年から1957年にかけて製造されたターナー・ヨーマン・オブ・イングランド・トラクターに搭載された。^[31]

三菱重工業は、 1973年以来73式装甲兵員輸送車や関連する日本軍車両に使用されている空冷式V4ディーゼルエンジンである4ZFを製造した。^{[32] [33]}

• フラット4エンジン
• 直列4気筒エンジン

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