‘2016/05’ カテゴリーのアーカイブ

排気ポートを通ってローターハウジングの外に排出!ロータリーエンジン

2016/05/13

ロータリーエンジンは非常に特徴的なエンジンです。一般的なエンジンはシリンダーが筒状になっておりその内部で混合気燃焼させピストンが上下する仕組みになっているのに対し、ロータリーエンジンは眉型のハウジングの中をおむすび型の物が回転し、回転する際に3辺とハウジングの隙間で燃焼室を作り爆発させ動力を得るという構造になっています。
その為、燃焼における混合器の吸気や燃焼後の排気ガスの排気の構造も全く異なります。一般的なエンジンではそれぞれにバルブが取り付けられ燃焼のタイミングに合わせて機械的にバルブを開け閉めしているのに対し、ロータリーエンジンでは吸気ポートや排気ポートという出入り口をハウジングに設けているだけで、おむすび型のものが回転してその燃焼室が移動していくことで吸気が行なわれ、爆発後は燃焼室が回転により狭まる圧力を利用して排気ガスが排気ポートに押し出されるという構造になっています。その為普通のエンジンに比べ小型で燃焼効率が高くできるメリットがあります。
また、特に高回転時には一般的なエンジンはバルブの制御タイミングや機械部分に大きな負荷がかかってしまうのに対し、ロータリーエンジンは回転に合わせて自然に吸気や排気が行われるため、負荷が少ないといった利点があります。

1つのローターに2つのプラグが装着されるロータリーエンジン

2016/05/13

エンジンには、ローターという回転子を利用して原動力を得るロータリーエンジンと、シリンダー内のピストンの上下往復運動により原動力を得るレシプロエンジンの二つがメインとなります。共に混合気の吸入、混合気の圧縮、爆発による膨張、排気という一連の流れの工程があるのは共通点です。

ただロータリーエンジンとレシプロエンジンの違いの一つには、ロータリーエンジンの場合、2つのスパークラグが装着されている点です。ロータリーエンジンでは三角形の回転子が回転しており、その側面に燃料室が出来ることとなります。

その燃料室の形状は縦長の時に最も狭い容積を持っている状態であり、この状態が最も圧縮された状態となります。なお二つのスパークラグが装着されている理由は、回転子が回転することで常時燃焼室が移動している状態になるためで、縦長で最も狭い容積を持っている状態の時に最適な点火をする上では、2つのスパークラグを装着しているのが良いからです。

また二つのスパークラグが存在すれば、走行状況に応じて点火タイミングで最適な爆発が起きるようにすることも可能となります。一方、レシプロエンジンでは、シリンダー内にピストンが存在しているので、燃料室の位置自体が変らず固定なので、一つのプラグで対応することが可能となります。

ローターが回転して容積が狭くなった空間で圧縮!ロータリーエンジン

2016/05/13

ロータリーエンジンは、文字通りローターと呼ばれるパーツが回転することで推進エネルギーを取り出すタイプの内燃機関(エンジン)です。ドイツの技術者が発明した内燃機関ですが、自動車用として初めて実用化したのは日本のメーカーです。そんなロータリーエンジンの仕組みについては、吸気、圧縮、膨張、排気のプロセスから成り立っています。ローターが1回りするあいだに吸気から排気までのプロセスが3回繰り返されます。その動作にはエキセントリックシャフトというパーツが関わり、ここから駆動輪へパワーが伝わっていきます。

なお、ローターの形状は三角形です。シリンダーの形状もペリトロコイドと呼ばれる変わった形になっており、この特殊な形状がロータリーエンジンを形成しています。

このエンジンの特長としては、軽いこと、小さいこと、低振動(低騒音)なこと、出力が大きいことが挙げられます。構造上、ピストンを用いる必要がないぶん軽量化と小型化ができますし、ローターの動きを考えたときにパワーロスが少ないためにパワフルな動作をもたらしてくれます。一方、燃費が悪いという欠点も持ちあわせています。これに関しては新型のロータリーエンジンの開発に伴ってある程度の改善が期待できるでしょう。

ローターハウジングの仕組みとは

2016/05/13

自動車のなかにはロータリーエンジンという内燃機関が採用されているものがあります。これは4ストロークエンジンで行われる、ピストンの上下運動によって推進エネルギーを得るタイプとは大きく構造が異なり、ローターハウジングという機関の中をローターが回転することで推進エネルギーを得ています。

ローターは三角形のおにぎりのような形をしています。ローターの軸は中心部分とはずれた位置に接続されていて、回転に伴ってローターハウジング内の容積が随時変化しています。つまり、この容積変化を利用して「吸入」「圧縮」「膨張」「排気」のサイクルを行っています。なお、ローターが1回転するごとに吸入から排気のプロセスが3回繰り返されます。

4ストロークエンジンはクランクを使ってエネルギーの伝達を行っているため、パワーロスが大きくなりがちという欠点があるのですが、ロータリーエンジンではローターの回転が直接駆動輪へ伝わっていくため、ロスの小さい高効率なエンジンということになります。また、構造が単純で部品数も少なくて済むため、コンパクトで軽いエンジンという特徴もあります。燃費が悪いという欠点があるのですが、新エンジンの開発は現在でも行われており、次第に改善されていくものと思われます。

ロータリーエンジンの構造とは

2016/05/13

ロータリーエンジンはシリンダー内をおにぎり型のローターが回転して回転力を得る仕組みのエンジンであり、おにぎり型のローターの3辺のそれぞれが燃焼室となっており、爆発力がロスなく回転力に変換されるため非常に効率の良いエンジンとされています。
通常のエンジンはシリンダー内をピストンが上下する構造となっており、シリンダー内で混合気を爆発させることでピストンを押し下げ、その力をクランクで回転力に変換して回転力を取り出しています。その為ピストンとクランクが接続する部分、クランクが回転力を取り出すシャフトに接続する部分においてロスが生じてしまうため、効率的にはよくない構造になっているものです。対してロータリーエンジンは円形のシリンダーとおにぎり型のローターとの間に生まれるすきまで爆発を発生させ、その圧力でローターに回転力を与えているので、その回転力をそのまま取り出せるためロスが無いと言われています。
しかしロータリーエンジンはその構造上、冷却機能が万全ではないため熱によりエンジン内部の膨張が発生しやすく、高温になり気密性が保ちにくく、燃焼効率が低下してしまう欠点があります。その為理論上は通常のエンジンをはるかに凌駕する効率が得られるのですが、実際は発熱による限界が生じるため効率が悪いエンジンと言われています。

全体的に構成するパーツが少なく、軽量でコンパクト!ロータリーエンジン

2016/05/13

ロータリーエンジンは、三角形の回転子であるローターを回転させることで、そのままの状態で回転動力を生み出すエンジンのことです。エンジンの形態には、レシプロエンジンのようにシリンダー内のピストンを上下に往復運動させて回転動力を生み出す形態とは違った仕組みになっています。

ただ吸気・圧縮・燃焼・排気の一連の流れがあるのはレシプロエンジンと同じであり、上下往復か回転するかの違いがあるだけです。ロータリーエンジンのメリットは、アクセルを踏んだときの加速感が優れ、モーターを回転させるような軽やかな乗り心地を実現できる点です。

またシンプルな構造でコンパクトなエンジンを製造できることにも優れ、使用されるパーツも少ないので軽量化を実現しやすい特徴もあります。もちろん、コンパクトなエンジンに仕上げることが出来ることで、スポーツカーなどのでエンジン搭載位置の自由度が増す点もあります。

他にローターの回転をそのまま原動力に変換できることで、ローター自体の回転する上でのぶれが少なくなり、それによって低騒音・低振動を実現できる面もあります。使用されているパーツの数も少ないことで、金属疲労や劣化もしにくい点もあり、また燃焼温度も低くすることも出来るので粗悪な燃料にも対応できたり、有害な排気ガスを排出することも少なくなります。

吸排気バルブ、クランクシャフトは無い!ロータリーエンジン

2016/05/13

マツダで有名なロータリーエンジンは、極めて独創的かつ画期的なエンジンです。機関が回転し、この回転運動を直接動力とするロータリーエンジンは、往復運動を回転運動に変える通常のレシプロエンジンとは構造・動作が全く異なっています。即ち、レシプロエンジンのシリンダーに相当するハウジングの内側を、ピストンに相当する三角形のローターが滑って回転し、ハウジングとローターの間にできる三つの室の容積が色々に変化し、吸気、圧縮、爆発、排気の行程を行います。このような作動によって、ローターは偏変心回転をし、ローター内側にある歯車はサイドハウジングに設けられた固定されたステーショナリーギアとかみ合い、クランクシャフトに相当するエキセントリックシャフト(偏心軸)に動力を与えます。エキセントリックシャフトは、クランクシャフトと同様、エンジンからの出力軸となります。更に特徴的なのは、ハウジングに設けられた吸気/排気のポートがローター自体によって開閉されるということで、レシプロエンジンにおける吸排気バルブも、これを開閉するカムシャフトもないということです。言うまでもなく、レシプロエンジンにおけるクランクシャフトとカムシャフトを繋げるタイミングギア(通常はタイミングベルトという呼ばれ方をする)もありません。部品点数が少ないことからエンジンを軽量・コンパクトにできます。エンジン搭載位置も、コンパクトで厚みがない分、低い位置に搭載できます。これは極めて低重心化が可能となり、特にスポーツカーでは理想的な運動性能を得ることができます。その他、ローター、エキセントリックシャフトの偏心量は少なく、低振動・低騒音となります。

スポーツカーに向いているエンジンとは

2016/05/13

エンジンは車の心臓部ですので乗り味や走行性能、設計の方向性を決める第一の部分です。スポーツカーに求められるのは第一にスポーティーさです。その希望に応えるエンジンはセダンやミニバンなど乗り心地重視のものとは性格が異なってきます。まずスポーティーな走りを実現する為には低回転からレッドゾーン近くまでストレスなく吹けあがる事が必須です。そして全域でトルクフルな出力を発揮するというのは難しいので低速トルクを多少犠牲にしていても中速~高速にかけて元気よく回る方がスポーツカーには向いているでしょう。多少他の回転域でパワーに谷があってもパワーバンドで元気に回るというピーキーなエンジンの方がスポーツカーの楽しさをより体感しやすいという事です。
スポーツカーに向くエンジンというのはただ単に大排気量にターボを搭載した強大なパワーがあれば良いというものではありません。スポーツ走行の醍醐味は速く走るという事だけでは無く、人馬一体となった走りにあります。自分で乗りこなしているという感覚が一番大事な事なのです。それを体現するエンジンは当然レスポンスの良さも必要ですが、それと同時に少し扱いづらいジャジャ馬的な味付けも求められます。

ロータリーエンジンの特性について

2016/05/13

ロータリーエンジンは回転するローターの構造によって性質が決まっていくものになります。排気や吸入は自動車においては欠かすことのできない中身になっているので、まずは詳細をきちんと確かめていくようにする段階が重要になってきます。またコンパクトな設計を行えばデザインの拡張やスポーティーな内容まで言及していくようになるため、従来のガソリンエンジンとは異なる魅力を積極的に打ち出すような方向にもなるわけです。潤滑系統で使用されていくような状況を見出せば、エンジンに関する内容についても前向きな姿勢が出ていくこととなるのです。
その一方でロータリーエンジンの特性をきちんと生かしていくようにすれば、環境問題に即した内容についてもきちんとしたアプローチを見聞きする部分に該当していきます。メーカーの指定した品質に見合うデザインを用いるようにすれば、将来的な方針についても良い結果が生まれていくことになるわけです。また最近のロータリーエンジンの進化は目まぐるしいものがあるので、サーキット場のレースなどにも採用され、高水準のパフォーマンスを繰り広げています。
したがって特性をきちんと理解してみる部分が大切となるわけです。

独特の構造を持つロータリーエンジンについて

2016/05/13

スポーツカーに興味があったり、乗っている方いらっしゃると思います。
ターボが付いていて高出力の物や、ターボは無くてもエンジンがスポーツタイプの物などいろいろあります。
スポーツカーといえば室内は広くなく、シートはホールド性が高い物が多いです。
その為、乗り降りするのが少し難しく、良く走る作りなので燃費が良くないといったイメージですが、実際に乗ってみると良く曲がったり止まったりときびきび走り、高速などの合流などスムーズに出来ます。
他の車種では感じる事が出来ない楽しさがあり、ギアを入れ替えたり加速する事でワクワクしたり、嫌な事を忘れる事が出来たり楽しみ方もいろいろあります。
エンジンも各社いろいろ特徴的なものがあり、ボクサーエンジンやロータリーエンジンなどあまりエンジンの事に詳しくない人でも聞いた事がある名前など種類も様々です。
中でも独自な構造なのが、ロータリーエンジンというマツダ独自のエンジンがあります。
このエンジンは、レシプロエンジンの上下運動とは違い、回転運動をします。
回転運動することでレシプロエンジンの二倍の出力を得る事が出来るので、小さなエンジンで高出力を出せます。
高回転も可能なので楽しい走りができる事間違いありません。花03

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