エンジン

「ロータリーエンジン」の基本構造、しくみを解説!

車のエンジンの種類に「レシプロエンジン」と「ロータリーエンジン」があります。今回は、「ロータリーエンジン」の基本構造、しくみを解説します。車のエンジンはレシプロエンジンが広く一般的に搭載されているエンジンですが、今回解説する「ロータリーエンジン」は、1950年代にドイツの技術者ヴァンケルによって開発された。マツダの得意分野でもある!

>>レシプロエンジンの構造はこちら

 

 

ロータリーエンジンの構造

 

ロータリーエンジンは、マニアック?その構造とは。

レシプロエンジンは、熱エネルギーをピストンの往復運動によって動力を発生させていたがロータリーエンジンは、直接回転運動を発生させることで効率がよいエンジンである。

ロータリーエンジンと水素の組み合わせによる水素ロータリーエンジンの開発も進められている。このエンジンは、画期的なエンジンとされ次世代のエンジンになる可能性を持っている。

ロータリーエンジンのしくみ

ロータリーエンジンとレシプロエンジンの部品を比べるとコンロッド、バルブなどがない。

またレシプロエンジンに使われているピストンとコンロッドがロータリーエンジンではローターにあたり、熱エネルギーによってローターが回転し動力を発生させる。

部品が少なくなることでレシプロエンジンと比べるとシンプルな構造になっています。

ローター(おむすび型)

ローターとは、レシプロエンジンで例えるとピストンとコンロッドにあたる。

ローター材質は、特殊鋳鉄で作られており、また形状は、三角おむすび(おにぎり)のような形状で外周の形状にはくぼみがあり、そのくぼんだ形状部分で燃焼する。燃焼室の役割となっています。

また、ローターの内が派には歯車がありエキセントリックシャフトの歯車に合わさり繋がることで動力を伝達する。

エキセントリックシャフト

エキセントリックシャフトはレシプロエンジンのクランクシャフトにあたる部分。

エキセントリックシャフトの構造は、主に下記の構成になっている。

エキセントリックシャフトの構成

  • メインジャーナル
  • ロータージャーナル
  • オイル通路

エキセントリックシャフトは、ローターからの動力を伝える重要な部品でもあります。

そのエキセントリックシャフトの構造は、「メインジャーナル」「ロータージャーナル」「オイル通路」といった構成になっている。

 

メインジャーナル

エキセントリックシャフトの中心軸となるなる部品である。

中心軸に対して各部位が構成される。

ロータージャーナル

エキセントリックシャフトの中心から偏心したローラーになっていることでローターで発生した燃焼エネルギーを運動エネルギーに変える役割を担っている。

オイル通路

エキセントリックシャフトにあるオイルの流れる通路になっている。

オイルを循環させることでエキセントリックシャフトの冷却、潤滑などの役割をもつ通路になっています。

上記の構造を見るとコンパクトで構造が簡単になるのですが、いい面ばかりでもないです。

次は、ロータリーエンジンの良い面と悪い面を解説します(メリット、デメリット)。

 

 

ロータリーエンジンのメリット・デメリット

 

メリット

ロータリーエンジンは、コンパクトで高出力でありながら低振動、騒音が少ない。

構造がシンプル。

 

デメリット

レシプロエンジンと比べると、吸排気効率や熱効率の面で劣る。

また燃費が悪い点もあげられる。

2012年にロータリーエンジンの生産がなくなった。

ロータリーエンジンの生産はなくなったが次期世代のエンジンとして水素を使ったエンジンで研究開発されています。それが水素ロータリーエンジンになる。

 

 

ロータリーエンジンの4つの工程

 

ロータリーエンジンのメリットとデメリットを見ました。

次は、ロータリーエンジンの動作について解説します。

レシプロエンジン同様、4つの工程があります。

【イメージ図:ロータリーエンジン】

ロータリーエンジン4工程

ロータリーエンジンの動作は4つの工程になっています。

【ロータリーエンジン4工程】

吸 気

圧 縮

燃 焼

排 気

上記の4つの工程で1サイクルとなる。

【ロータリーエンジンの動作】

ロータリーエンジンの4工程は、ローターが回転することでローターの頂点が4工程を行う。

一方、レシプロエンジンは、ピストンが往復運動をすることでシリンダー内で4工程を行っている

ローターが回転していくことで頂点によって吸気、圧縮、燃焼、排気といった工程を終え1サイクルとなる。

吸 気

ローターが回転し頂点が吸気孔を過ぎた時点で混合気が作動室に入っていく。

さらにローターが回転することで作動室が広くなり混合気が多く吸入される。

圧 縮

混合気を圧縮する。

ローター内に入った混合気が、ローターが回転することで徐々に圧縮される。

燃 焼

圧縮された混合気を燃焼させる。

ローターが回転することで、混合気が圧縮される。その圧縮された混合気に点火することで燃焼させる。

排 気

燃焼ガスを排気する。

点火後に発生した燃焼ガスを排気孔から押し出します。

 

上記がロータリーエンジンの4工程(1サイクル)の動作である。

 

 

まとめ

 

今回は、「ロータリーエンジン」の基本構造、しくみをご紹介しました。

ロータリーエンジンはコンパクトでありながら高出力、低振動、低騒音である。

しかし、いい事ばかりではなくその反面、燃費や吸排気効率、高温になるデメリットが存在する。

現在は、生産中止となっているが「水素ロータリー」が開発されています。

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田舎の沿岸沿いにポツリと在住のごく普通な凡人。昔は車の整備士さん。 物に愛が付くのは車だけ!この言葉に感動。車好きに。 将来の夢:車とバイク、工具に囲まれた生活! 休日に出来る車のDIYメンテにチャレンジしてみたい方に、車の修復をご紹介できたらと思いサイトを立ち上げました。 車の何でもを載せて、ご紹介もしていきます! ご視聴よろしくお願いします😄