V6エンジン

V6 エンジンは、シリンダーとシリンダー ブロック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6気筒 ピストン エンジンです。

最初のV6エンジンは、マーモン・モーター・カー・カンパニー、ドイツ・ガスモトレン・ファブリク、デラハイエの3社によって独立して設計・製造された。第二次世界大戦後に製造されたエンジンには、1950年にランチア・アウレリアに搭載されたランチアV6エンジン^[1]や、1962年にビュイック・スペシャルに搭載されたビュイックV6エンジンなどがある。V6レイアウトは、6気筒自動車エンジンでは最も一般的なレイアウトとなった。

V6 エンジンは全長が短いため、直列 4 気筒エンジンを搭載した車両、特に横置きエンジン搭載車両では、より大きなエンジン オプションとしてよく使用されます。高級車の欠点は、V6 エンジンは直列 6 気筒エンジンよりも振動が大きいことです。ポルシェ 911などの一部のスポーツカーでは、ほぼ完璧なプライマリエンジン バランスと低い重心(これによりハンドリングが向上します)を理由に、V6 エンジンではなく水平対向 6 気筒エンジンを使用しています。

現代のV6エンジンの排気量は通常2.5〜4.0L（153〜244立方インチ）ですが、1991〜1998年のマツダMX-3に使用された1.8L（110立方インチ）のマツダV6エンジン、^[2]や1992〜1998年のミラージュ/ランサーに使用された1.6L（98立方インチ）の三菱V6エンジンなど、より大きな例やより小さな例も製造されてきました。一方、製造された最大のガソリンV6は、1962年のGMC C/Kシリーズ6500に使用された7.8L（476立方インチ）のGMC V6エンジンでした。

均等点火間隔を持つすべての V6 エンジンは、シリンダー バンク間の V 角度に関係なく、各バンクが直列 3 気筒エンジンで構成されているため、各バンクのシリンダー数が奇数となり、一次不均衡の影響を受けます。直列 6 気筒エンジンと水平対向 6 気筒エンジンでは、この不均衡は発生しません。この不均衡によって生じる振動を軽減するために、ほとんどの V6 エンジンでは、クランクシャフトにハーモニック ダンパーを使用したり、逆回転バランス シャフトを使用したりしています。

6 気筒設計では、6 気筒エンジンのパワー ストロークが重複するため、4 気筒エンジンよりもパワー伝達の脈動が少なくなります。4 気筒、4 ストローク エンジンでは、常に 1 つのピストンだけがパワー ストロークにあります。各ピストンは完全に停止し、次のピス​​トンがパワー ストロークを開始する前に方向を反転します。そのため、特にエンジン速度 (RPM) が低い場合、パワー ストローク間にギャップが生じます。点火間隔が均等な 6 気筒エンジンでは、次のピス​​トンが前のピストンのパワー ストロークが終了する 60° 前にパワー ストロークを開始するため、フライホイールへのパワー伝達がスムーズになります。

動力計でエンジンを比較すると、V6 エンジンは瞬間トルクのピークが平均トルクの 154% 上、谷が平均トルクの 139% 下を示し、パワー ストローク間にはわずかな負のトルク (エンジン トルクの反転) が発生します。4 気筒エンジンの場合、ピークは平均トルクの約 270% 上、平均トルクの 210% 下であり、ストローク間には 100% の負のトルクが供給されます。ただし、90° と 150° の不均一な点火間隔を持つ V6 では、平均トルクの 185% 上と 172% 下の大きなトルク変動が見られます。^[3]

フォルクスワーゲンは1991年以来、両シリンダーバンクで10.5度と15度のV角を共有する狭角VR6エンジンを生産しており、その設計は1922～1976年のランチアV4エンジンに似ています。これらのエンジンはシングルシリンダーヘッドを使用しているため、技術的には直列エンジンであり、「VR6」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。VR6エンジンは、もともと直列4気筒エンジン用に設計された横置きエンジンの前輪駆動車で使用されていました。VR6エンジンは長さと幅が最小限に抑えられているため、エンジンルームに比較的簡単に取り付けることができ、排気量を50パーセント増加させることができました。

V 字型のシリンダー バンク間には吸気システム用のスペースがないため、すべての吸気口はエンジンの片側にあり、すべての排気口は反対側にあります。一般的な V6 点火順序である 1-2-3-4-5-6 または 1-6-5-4-3-2 ではなく、1-5-3-6-2-4 (ほとんどの直列 6 気筒エンジンで使用される点火順序) を使用します。

60度のV角は、エンジンバランスの観点からV6エンジンに最適な構成です。^{[4]各シリンダーに個別の}クランクピンを使用すると（つまり、6スロークランクシャフトを使用すると）、120度の均等な点火間隔を使用できます。この点火間隔は60度のV角の倍数であるため、適切な点火順序を使用することで燃焼力をバランスさせることができます。

しかし、各シリンダー バンクを形成する直列 3 気筒エンジンは、不均衡な回転力と相互力を生み出します。これらの力はすべての V6 エンジンで不均衡なままであり、振動を減らすために バランス シャフトが使用されることがよくあります。

1950年のランチアV6エンジンは、振動を減らすために6スロークランクシャフトを採用した先駆者でした。最近の設計では、クランクピン間に「フライングアーム」を備えた3スロークランクシャフトを使用することが多く、120度の均一な点火間隔を実現しています。クランクシャフトのカウンターウェイトのペアを使用すると、一次力をほぼ完全に打ち消し、 ^{[5] : 16}二次振動を許容レベルまで減らすことができます。^{[5] : 13–16}エンジンマウントは、これらの残りの振動を吸収するように設計できます。^{[5] : 40–41}

60 度の V 角では、より大きな V 角を持つ V6 エンジンよりもエンジン全体が狭くなります。この角度により、エンジン全体のサイズが立方体になることが多く、^[要出典]エンジンをエンジン室に縦方向または横方向に簡単に収めることができます。

多くのメーカー、特にアメリカのメーカーは、既存の 90 度 V8 エンジンをベースに、V 角が 90 度の V6 エンジンを製造しました。このような構成は、2 つのシリンダーを削除し、V8 エンジンの 4 スロー クランクシャフトを 3 スロー クランクシャフトに置き換えることで簡単に設計できました。これにより設計コストが削減され、新しい V6 エンジンと V8 エンジンのコンポーネントを共有できるようになり、メーカーが V6 エンジンと V8 エンジンを同じ生産ラインで製造できる場合もありました。

90 度設計の欠点は、エンジンが幅広になり、60 度 V6 よりも振動しやすくなることです。初期の 90 度 V6 エンジン (ビュイック ファイアボール V6エンジンなど) は、V8 エンジンを起源としているため、3 つの共有クランクピンが互いに 120 度で配置されていました。このため、点火順序が不均一になり、シリンダーの半分は 90 度の点火間隔を使用し、残りの半分は 150 度の点火間隔を使用しました。点火間隔が不均一なため、エンジンの回転が不安定になり、低速時に「不快な」振動が発生します。

最近の90度V6エンジンの多くは、ピストンペア間で30度オフセットされた分割クランクピンを使用して振動を減らし、すべてのシリンダーで120度の均等な点火間隔を実現しています。^[4]たとえば、1977年型ビュイック231「均等点火」V6エンジンは、均等な点火順序を実現することで振動を減らすために分割ピンクランクシャフトを備えたビュイックファイアボールエンジンのアップグレードバージョンでした。^{[5] : 16  [7]}このような「分割」クランクピンはストレートクランクピンよりも弱いですが、現代の冶金技術により十分に強度のあるクランクシャフトを製造できます。

バランスシャフトやクランクシャフトカウンターウェイトは、90度V6エンジンの振動を低減するために使用できます。^{[5] : 14–44}

一見すると、120 度が V6 エンジンに最適な V 角度のように見えるかもしれません。これは、交互のバンクのピストンのペアが 3 スロー クランクシャフトのクランク ピンを共有でき、点火間隔がシリンダー バンク間の角度に等しいことで燃焼力がバランスされるためです。120 度構成では、60 度または 90 度構成とは異なり、均等点火のためにフライング アーム、分割クランクピン、または 7 つのメイン ベアリングを備えたクランクシャフトは必要ありません。ただし、各バンクのシリンダー数が奇数であることによって引き起こされる主要な不均衡は、120 度 V6 エンジンでも依然として残ります。これは、一般的に使用されるクロスプレーンクランクシャフトを備えた 90 度 V8 エンジンによって達成される完璧なバランスとは異なります。これは、V8 エンジンの各バンクの直列 4 気筒エンジンにはこの主要な不均衡がないためです。

120 度の設計ではエンジンの幅も大きくなりますが、水平対向 6 気筒エンジン(V6 エンジンのようなバランスの問題はありません) よりもわずかに狭いだけです。そのため、水平対向 6 気筒エンジンはさまざまな自動車に使用されていますが、120 度 V6 エンジンの使用は、すべてのプライマリー カップルを排除するために 120 度のバンク角と単一のバランス シャフトを使用するマクラーレン オートモーティブのM630 V6 エンジンを除き、少数のトラックとレーシング カー エンジンに限定されています。マクラーレン M630 エンジンは、ターボチャージャーを V 字の内側に配置することで広角も活用しており、これは一般に「ホット V」構成と呼ばれます。フェラーリ 296 GTB は、シリンダー バンク間の V 角が 120 度の V6 ターボを搭載した最初のフェラーリ ロードカーです。

他の角度の V6 エンジンも可能ですが、非常に慎重に設計しないと深刻な振動の問題が発生する可能性があります。注目すべき V 角度は次のとおりです。

• 45 度 - EMD 567およびEMD 645機関車、船舶、定置ディーゼル エンジン。これらのエンジンは、同じく 45 度の V 角度を使用する V8 および V16 エンジンをベースとしていました。
• 54 度 — 1994 ～ 2004 年ゼネラルモーターズの 54 度自動車エンジン。通常よりわずかに小さい V 角を使用してエンジンの幅を狭め、小型の横置きエンジンの前輪駆動車での使用を可能にしました。
• 65 度 — 1956-1975 年フェラーリ ディーノ自動車エンジン。V 角は、当時一般的だった 60 度角から拡大され、より大きなキャブレターを使用できるようになりました (レース チューニングでより高いパワーが得られる可能性あり)。60 度 V6 エンジンの均等な点火間隔を実現するために、各シリンダー ペア内で 55 度のオフセットを持つクランクピンが使用されました。2009 年から現在までの日産-ルノー V9X自動車エンジンも、シリンダー バンク間にターボチャージャーを装着できるように 65 度のバンク角を採用しています。
• 72 度 - Mercedes-Benz OM642 BlueTECディーゼル エンジン。このエンジンは、均一な点火間隔を実現するために、48 度オフセットされたクランク ピンを使用します。
• 75度 — 1992～2004年Isuzu V エンジンはIsuzu RodeoおよびIsuzu Trooperに使用されました。これらのエンジンは SOHC と DOHC の両方のバージョンで生産されました。75度 V6 エンジンは 2016～2022 年のHonda NSXでも使用されています。
• 80 度 —マクラーレン MP4/4フォーミュラ ワン レーシング カーに使用された1988 年ホンダ RA168-Eエンジン。

1906年、4気筒エンジンとV8エンジンが登場してから数年後、最初のV6エンジンが製造されました。このV6エンジンは、米国のマーモン自動車会社によって製造された単一のプロトタイプ自動車エンジンでした。 ^[8]このエンジンは生産には至りませんでした。同様に、 1918年にビュイックによって単一のプロトタイプエンジンが製造されました。^{[9] : 77–78}

1910年にデラエは最初の30°3.2リッターV6エンジンを生産し、1911年のデラエタイプ44自動車に搭載されました。^{[10] [11]}

ランチアV6エンジンは1950年のランチア・アウレリアで導入された。ランチアは約30年間V4エンジンを生産しており、主な目標の1つはV4エンジンに比べて振動を減らすことだった。V6エンジンは60度のV角と6つのクランクピンを使用し、振動を減らすために均等間隔の点火順序を実現した。^{[12] [ページが必要]}

他のメーカーもこれに気づき、すぐに他のV6エンジンが設計されました。1959年、GMC V6エンジンは、ピックアップトラックとキャリーオールで使用される60度の305立方インチ（5 L）のガソリンエンジンの形で導入されました。ビュイックV6エンジンは1962年に導入され、 90度のバンク角を共有しながらもビュイックV8とは異なり、すべて鋳鉄構造を使用したオール合金のビュイック215 V8をベースにしていました。当初は不均等点火エンジンでしたが、ビュイックは後にクランクシャフトを「スプリットピン」構成に再設計し、「均等点火」バージョンを作成しました。1990年に3800 V6になった後、エンジンは信頼性が高く、パワフルで、燃費の良い主力製品としての評判を得て、GMのFWDミッドサイズおよびフルサイズ車の主力となりました。 2008 年に生産中止となりました。2,500 万台以上が製造され、歴史上最も多く生産されたエンジンの 1 つとなり、ウォードの「20 世紀のベスト 10 エンジン」リストにも選ばれました。

フォードは、1965年にドイツ部門のケルンV6エンジンと、1966年にフォードの英国部門が導入したフォードエセックスV6エンジンで、欧州のロードカーエンジンを導入しました。両方のエンジンは60度のV角を使用していました。1967年のディーノ206GTは、65度のV角を持つフェラーリの最初のV6ロードカーでした。

1979-2005アルファロメオ V6 エンジンは、アルファロメオ アルファ 6高級セダンに導入され、その後、他の多くのアルファロメオ モデルにも使用されました。このエンジンは、60 度の V 角度、オールアルミニウム構造、シリンダーあたり 2 つのバルブを採用していました。ターボチャージャー バージョンは 1991 年に導入され、シリンダーあたり 4 つのバルブ バージョンは 1997 年に導入されました。また、1970 年には、マセラティ製の 90 度 V6 を搭載したシトロエン SMグランド ツアラーが導入されました。シボレー 90° V6 エンジンは1978 年に導入され、36 年間生産されました。

日本で最初に量産されたV6エンジンは、1983年から2004年まで生産された60度設計の日産VGエンジンでした。ホンダCエンジンは1985年に導入され、続いて三菱6G7エンジンとマツダJエンジンが1986年に、トヨタVZエンジンが1988年に、いすゞVエンジンが1992年に発売されました。ヒュンダイは、三菱ユニットから共有された技術に基づいて、韓国初のヒュンダイシグマエンジンを1995年に導入しました。

ドイツの自動車メーカーは、V6エンジンの採用が比較的遅かった。これは、エンジニアたちが直列6気筒エンジンのような滑らかさに欠けると考えていたためである。結局、ドイツ初のV6エンジンは、1990年にアウディ100で発売された2.8リッター90 ° V6と、1990年代にフォルクスワーゲンの中型車およびスポーツカーのラインナップ全体に導入された狭角VR6であった。1998年、メルセデス・ベンツは初のV6エンジンであるM112を発表し、BMWは直列6気筒エンジンを使い続けている。メルセデス・ベンツは2017年にV6エンジンの製造を中止し、それ以来直列6気筒エンジンの製造に戻っている。

英国が独自に設計した最初のV6エンジンはローバーKV6エンジンで、ローバー800に以前使用されていたホンダCエンジンに代わるものでした。ジャガーは2011年までフォードベースのAJ-V6エンジンを小型車に使用していましたが、XE、XF、XJ、F-Type、F-Paceで使用するために、ランドローバーと90 ° AJ-V8エンジンのV6バージョンを共有していました。ランドローバーは、レンジローバー、レンジローバースポーツ、レンジローバーヴェラール、ディスカバリー4に使用しました。

90 ° V6エンジンは2020年に廃止され、ジャガー・ランドローバーはそれを、JLRの大型車とSUV向けの直列6気筒バリエーションである 新しいインジニウムエンジンに置き換えました。

1990 年代半ばまでに、V6 レイアウトは 6 気筒自動車エンジンの最も一般的な構成となり、直列 6 気筒エンジンのほとんどが V6 エンジンに置き換えられました。今日、自動車業界全体で、直列 6 気筒エンジンは、同様のパワーを発揮しながらも、より小型で、排出ガスがクリーンで、燃費が良く、製造コストが低いターボチャージャー付き 4 気筒エンジンに徐々に置き換えられつつあります。

ランチア・アウレリア（V6エンジンを搭載した最初の量産車）は、モーターレースでも成功を収めた。 1951年のミッレミリアには4台のアウレリアB20クーペが出場し、最上位の車が2位と4位に入った。^{[13] [14]}ランチアV6エンジンの3,102cc（189立方インチ）バージョンは、169kW（230PS）のパワーを発揮し、ランチアD24に使用された。D24はスポーツカーレースに出場し、ファンジオの運転で1953年のカレラ・パナメリカーナで優勝した。 ^{[15] [16]}

フェラーリ・ディーノエンジンの初期バージョンは、1957年シーズンのF2レースで使用された1.5L（92 cu in）のレーシングエンジンでした。V角は65度で、デュアルオーバーヘッドカムシャフトを備えていました。ディーノV6は、1958年のフェラーリ246フォーミュラワンレーシングカーで使用された2.4L（146 cu in）バージョンを含む、いくつかの進化を遂げました。^{[17] [18]}数年後、1961-1964年のフェラーリ156フォーミュラワンカーは、V角120度、排気量1.5L（92 cu in）の新しいV6エンジンを使用しました。^{[19]このエンジンはフェラーリディーノエンジンよりも短く軽量で、エンジンのシンプルさと低重心はレースで有利でした。} 1961年から1964年の間に多数のレースで優勝しました。しかし、フェラーリの創設者は個人的に120度のレイアウトを嫌い、65度のレイアウトを好んだため、その後他のエンジンに置き換えられました。^{[20] : 138–141}ディーノエンジンは、1974年、1975年、1976年の世界ラリー選手権で優勝した大成功を収めたラリーカー、ランチア・ストラトスにも使用されました。

アルファロメオ V6 エンジンの注目すべきレース使用例は、 1993 年の DTM シーズン向けに設計され、11,900 rpm で 360 kW (490 PS) のピーク出力を生み出す 2.5 L (150 cu in) エンジンを搭載したアルファ ロメオ 155 V6 TI です。

ルノーゴルディーニ CH1は、鉄製ブロックを備えた 90 度 V6 エンジンです。1973 年、アルピーヌ ルノー A440スポーツカー レーシングカーに導入されました。このエンジンは、1974 年にヨーロッパ 2 L プロトタイプ チャンピオンシップで優勝し、ヨーロッパ フォーミュラ 2 選手権でも数回優勝しました。ターボチャージャー付きの 2.0 L (122 cu in) バージョンは、 1978 年に ルマン 24 時間レースで優勝したルノー アルピーヌ A442に使用されました。

1977年ルノーRS01フォーミュラワンカーには、ターボチャージャー付き1.5L（92立方インチ）バージョンのルノー・ゴルディーニCH1エンジンが導入された。ルノーは1977年と1978年に信頼性の問題に苦しんだが、1979年シーズンにはいくつかのレースで好成績を収めた。1981年、フェラーリ126Cフォーミュラワンカーはターボチャージャー付きV6エンジンを使用した。^[21]フェラーリは1982年と1983年にターボチャージャー付きV6エンジンでフォーミュラワンコンストラクターズチャンピオンシップを獲得した。初期バージョンでは120度のV角が使用されていたが、1987年のフェラーリF1/87レーシングカーでは90度のV角に切り替えられた。 1982年から1988年にかけて成功したその他のターボチャージャー付きV6フォーミュラワンカーには、マクラーレン MP4/2、マクラーレン MP4/3、マクラーレン MP4/4、ウィリアムズ FW1​​0、ウィリアムズ FW1​​1、ウィリアムズ FW1​​2、ロータス 95T 、ロータス97T、ロータス 98T、ロータス 99T、ロータス 100Tがありました。

日産GTP ZX-ターボと日産NPT-90は、1985年から1994年までIMSAスポーツカープロトタイプ部門で競い、日産VG30ET量産車エンジンをベースにしたターボチャージャー付きV6エンジンを搭載していました。 ^{[22] [23]}日産300ZXは同様のエンジンを使用して、1996-1997年全日本グランドツーリングカー選手権（現在は「スーパーGT」選手権として知られています）で競いました。^{[24] [25]}

オープンホイーラーレースではV6エンジンへのダウンサイジングがより一般的になりました。

• インディカー・シリーズは2012年にターボチャージャー付きV6エンジンに切り替わりました。
• GP3シリーズは2013年に自然吸気V6エンジンに切り替わりました。
• フォーミュラワン世界選手権は2014年にターボチャージハイブリッドV6エンジンに切り替わりました。
• FIAフォーミュラ2選手権（旧GP2シリーズ）は2018年にターボチャージャー付きV6エンジンに切り替わりました。
• FIAフォーミュラ3選手権（GP3シリーズとFIAフォーミュラ3ヨーロッパ選手権の統合により創設）は、2019年から自然吸気V6エンジンの使用を開始しました。

V6 エンジンは、中型から大型の船外機でよく使われる動力装置です。^[要出典]

最初のV6エンジンは、1908年から1913年にかけてドイツのDeutz Gasmotoren Fabrikで製造されました。これらのV6エンジンは、ガソリン電気鉄道機関車の発電機として使用されました。^[26]

ラベルダV6は1977年のミラノショーで発表されたレーシングバイクでした。^{[27] 1978年の}ボルドール24時間耐久レースに出場しましたが、約8時間後に機械的な問題でリタイアしました。^[28]

Horexは2012年からVR6エンジンを搭載したロードバイクを生産している。^{[29] [30]}

• フラット6エンジン
• 直列6気筒エンジン

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