V型エンジンを解説!水平対向や直列との比較【エンジンの仕組み】

V型エンジンを解説!水平対向や直列との比較【エンジンの仕組み】
万能そうに見えて、意外と個性的なV型エンジンの解説をします。

 

【書き起こし】 V型エンジンを解説! 水平対向や直列との比較【エンジンの仕組み】

(00:05) みなさんこんにちはメカのロマンを探求 する会今回のお題はこれ v 型エンジン レスプレン時は一つまたは複数の シリンダーで構成されています エンジンの排気量を増やしてパワーを 上げようとした時バカみたいに大きい シリンダーにしたら振動がすごいですし またピストンの動くスピードに燃焼がう つかなかったりノッキングが発生しやすく なってしまいます だからレスプレン人 特にが素人参のシリンダーサイズには限界 があります 一般的にはシリンダー1つ当たり500 c c 程度の排気量が適切だと言われてい ます そういった理由から線 cc とかに専心 しのエンジンを作ろうとした場合は その排気量複数のシリンダーに分割します その分割されたシンダーをどう配置するの かが レスプレン人の個性を作り出す要素のひと つとなっています その配置方法の一つ2分いいガターという
(01:10) ものがあります 今回は v 型エンジンについて調べてき ましたのでご紹介したいと思います v 型エンジン 直列エンジンや水平対向エンジンと同じく 基本的に一つのクランクシャフトに全部の 今ロップが取り付いています しかし直列エンジンと違うのは シリンダーがにレッドに分割されていて 自由な角度に配置されているという点です これが v 型エンジンの面白いところだ とも言えます シリンダー数とクランクシャフト数 v が10人を基本的に一つのクランクを 2つのシリンダーで共有するので偶数が 普通です でも例外もあって ns 400や mvx 250は3気筒 ですし rc 211v はご祈祷です フォルクスワーゲンにも橋角部以後 エンジンがあります またフランクシャフトについても基本は1 本ですがヤマハの rzv 500 r の
(02:15) ように2本持っているものもあって このバイクがツンレールエンジンは前後 バンクでそれぞれクランクシャフトを有し ている上に吸気のリードバルブの種類も 異なっていて もはや食にかける2台ですよね バンク角と位相クランク v 型エンジンのバンク同士のなす角を バンク角と呼びます v 型エンジンの特徴を決めるバンク角 ですがこれにはいろんな角度が存在します それがたとえ同じシリンダー数であっても です 3気筒はドゥカティーや nsr tzr などが90度ハーレーは45度 ロキとは z 33が60度現行 nsx が75度 10期とは lfa が72度カレラ gt が68度 12気筒はマーリンも db 601も 60度などとなっています この角度によってエンジンの特性も変わっ てきます さらに相方シリンダーのコンロットと
(03:19) ブランクピンを共有しているかしたいん ないかでも場合分けができます バンク角が大きいとエンジンの高さが抑え られ 重心が下がりますがエンジンの横幅が 広がってしまいます エンジンのサイズが大きくなると搭載する 車体側に迷惑がかかります また吸排気系のレイアウトについて v 型 エンジンを基本的に各バンクの内側から 吸気して外側から端駅するの会バンク角が 小さいとその間の隙間も狭くなって インマニの配置が難しく逆に広いと今度は 背景との取り回しが厳しくなってきます ああああああさらにシリンダーの数によっ て振動と燃焼感覚の都合上ある程度バンク 角に制限がかかってきます 例えば v6エンジンの場合 振動的に最も優秀なのはバンク角120度 です ところが120度に設定してしまうと エンジンの幅が大きくなりすぎてしまって 水平対向エンジンと同じ程度になります
(04:26) これでは使い勝手が悪すぎるので60度 野球柔道とするのが一般的ですが 今度は振動と燃焼感覚に何が出てくるので 相方シリンダーとの一掃をずらしたり場合 によってはバランシャフトを使ったりして 対応しています 位相クランクという言葉について v 型エンジンは基本的に相方とクランク ピンを共有しています でも場合によっては日射をずらして振動を 減らしたり年初のタイミングを調整する 必要があって ペアのシリンダーがそれぞれ異なる クランク位置角度にクランクピンを設定し ているものを移送プランクております 位相クランクはお互いに自由内装を設定 できますが今度はクランクピンを共有でき ないため日本のコンロッドの間にクランク のアヌ グラン増え部を設置する必要が出てきます 排気量とシリンダー数はおしん出力によっ て自動的に決まってきますがバンク角に ついてはエンジンのサイズ中心振動
(05:31) 燃焼感覚吸排気系のレイアウトなどなどを 総合的に考えた上で決定されていきます その上で位相クランクを採用するかどうか 位相の覚悟も考慮されていきます こういった理由で v 型エンジンは たとえ同じシリンダー数であっても多種 多様な構成が生まれてきます 水平対向と180度 v 型は何が違う v 型エンジンのバンク角をどんどん広げ ていくとついにはこのような形状になり ます これは水平対向エンジンと呼べるの でしょうか 実は水平対向エンジンではありません 180の v 型エンジンと呼ばれてい ます 水平だけど対抗には動かないエンジンです かね もっともどちらもフラップエンジンといえ ばフラットエンジンですので揚げ足取りと いえばそう感じなくもないですが 実は水平対向エンジンと180度 b 型 エンジンでは外観はほぼ同じながら大きく
(06:36) 異なります 水平対向エンジンのピストンは相方と逆 方向に動いて進路打ち消し合います しかし180度部位が10人は同じ方向に 動くので全く振動を減らず 2つの振動がプラスされます [音楽] ここで12気筒になった場合はどう でしょうか この写真はポルシェ917という レーシングカーのエンジンの クランクシャフトとコンロとです よく見てみるとペアのシリンダーの コンロッドがクランクピンを共有してい ます12気筒のフラットエンジンを搭載し ている乗り物は他にも気が一番11型 スバルの f 1マシンなどがありますが これらは180度の v 型エンジンです キハ181系が積んでいる dml 30 は水平対向と言われることはあまりあり ませんが スバルとポルシェのフラット中には明示的 に水平対向って言いたくなりますよね 古い型12気筒は直列6気筒エンジンを2 つがっちゃんこしたような構造が多いです
(07:42) 実際にセンチュリーが積んでいた v 型 12気筒エンジンは1 jg を下敷きに して合体させた構造です 直6面人というのは振動は完全バランスし て燃焼も等間隔です だから12気筒エンジンを作る時はその ままくっつけて v 型にすればいいだけ でわざわざ水平対向にするメリットがあり ません 逆に水平対向12気筒は大きなデメリット があります 水平対向エンジンは相方シリンダーと クランクピンを共有できないため クランカーもの分のクランクシャフト長が 長くなってしまいます 忙しの v 型エンジンにすればグラン9 ピンは良い方と共有できるため フランカー6分の全長を短くすることが できます またクランクシャフトの合成にも影響が 出るものと考えられます さらに180度 v 型はペアのピストン が同じ方向に動くためその2つのピストン 裏側の空気は両者を行き来するだけとなっ
(08:47) てない奴の変化による抵抗が少ないという メリットもあるようです 直列エンジン 水平対向エンジンとの比較 v 型エンジンが直列エンジンや水平対向 エンジンに勝っている部分 負けている部分にはどんなものがあるの でしょうか 全長が短い これはシリンダーが2列に振り分けられて いる v 型エンジン最大の特徴です 正しい直6を v6にしたとしても長さが 完全に半分になるわけではありません 直産ではなく直四程度の前兆になるみたい です 補給を動かすベルトやプーリー分の花は そのまま残るし両側の壁はなくせない コンロッドもハーレーなどの一部を除いて オフセットしているので その幅分はクランクシャフトが長くなると いうのがその理由です 放送後との前兆を長い順に並べると 直列 c へい対抗 v 型になります 直列より v 型の方が短くなるのは
(09:53) わかりますが 水平対向よりも短いというのはどういう ことなのでしょうか 水平対向エンジンは向かい合うシリンダー のピストンが逆向きの動きをするので絶対 にフランクピンを共有できません 共有したら180度 v 型エンジンに なります だから対抗しているとは言っても 音ロトの幅+それぞれを区切る壁分の二 セットが発生していて全長もそれだけ長く なります v が10人もコンロッドの幅分の二 セットは発生しますが理想0度であれば 崑崙と同士の間にクランク元はありません 水平対向2気筒エンジンのアームの板は3 枚 v 型は2枚だけになるためその分幅 が狭くなります ただ cv 方でもクランクピンを共有し ないタイプ 位相 plump の場合は2気筒でも クランカームになるいたが3枚必要になり ます 自動車のエンジンの場合 v 型エンジン
(10:57) が多く作られているのは6機等です 4気筒はほとんど直列出し8気筒は そもそも数が少ないです v6エンジンは神道と全幅の都合上 60度バンクに設定されているものが多く 存在します バンク角60度の v 型エンジンは基本 的に移送プランクを採用するため 相方コンロット前田にアームが入っており 水平対向6気筒と同じような前兆になると 考えられます v 型エンジンの前兆の短さは搭載先に 様々な恩恵を与えます 特に6気筒エンジンを自動車のフロント 部分に縦置きする場合食禄よりも全長の 短い v6の方が クラッシャブルゾーンを確保しやすく 衝突安全性は高まります 直6エンジンをボンネットによく方気に するのは至難の技です でも付録なら直四並みの前兆なので よ貢献して付車を作ることも簡単になり ます
(12:02) さらに全長が短いということは剛性を確保 しやすくなります長いほうがグワングワン しそうですもんね 剛性が確保しやすいということは材料を たくさん使わなくても十分な剛性を得 られるため軽量に仕上げやすいといえます 2その場合はさらに v 型のメリットが あります 直列エンジンにした場合 シリンダーの横に張り出したポートがお 互い干渉してしまうため しキンダー間の距離を詰めることができ ません しかし v 型にするとポー等をかわせる というメリットが出てきます nsr も kzr も rgv モブ 言い方ですよね 川崎の2ストレプリカは kr 版で挫折 しましたので v 型はありませんが 正しい2ストエンジンの場合はクランク ケースで1じゃあ執行を行うため4ストの ようにコンロッドを隣接させることができ ません 位相クランクにして導爆にすれば可能なの かもしれませんがそういうエンジンもある
(13:07) んでしょうか 2気筒エンジの場合親王は直列処理少なく 水平対向よりは多い v が10人は一時振動が少ないエンジン です これはシリンダー数との兼ね合いもあり ますが力投年人を作るなら v 型 エンジンは直列エンジンよりも振動が 少なくなります 1地震動というのはクランクが一回転に つき1回発生する振動で 日地震動は一回転に2回発生する振動の ことです ここで単気筒エンジンの位置地震動を見て みます レシプロエンジンはシリンダーの中を ピストンが上下するのでこのままだと 大きな振動が発生します そこでカウンターウェイトというお守りを クランクに取り付けます こうすると this トンが降りてきた ときにカウンターウェイトは上に上がって 上がる時にウエイトは下に降りてきます ピストンとカウンターウェイトが逆向きに 動くことによって超下の振動を相殺します
(14:14) これで1次振動問題は一件落着ではないん ですね ピストンは往復運動しかしないのに カウンターウェイトは回転運動しています よね だからカウンターウェイトが生み出す横の 動きが余ってしまい今度はピストンの音楽 方向とは90度ずれた横方向の浸透が発生 します この横方向の振動も消したいですよね その方法のひとつがバランスシャフトを 使う方法です 縦の震度打ち消せるを守りを100とした 場合100のカウンターウェイトを 取り付けると100のも差分横の振動が 発生します そこでカウンターウィートの猛者を50に した上で0 グランプシャフトとは逆に開店する 重さ50の重りが付いたバランスシャフト を取り付けます上下の振動については カウンターウェイト50とバランシャフト 50の計100の猛者で打ち消すことが できます
(15:16) それではカウンターウェイトが余計に作っ ていたヨコモキの振動はどうでしょうか カウンターウェイトが右に動く時バランス シャフトの森は左に動くため左右の振動は 相殺してくれます ピストンが発生させるたての100の振動 は50+50の100で打ち消し 横の振動は50-50で0になります ここでバーンスシャフトの代わりに ピストンとコンロッドを取り付けるとどう なるのでしょうか 真横に設置してバンク角90度の v 型 にきっとエンジンを作ります カウンターウェイトが右に移動した時追加 した緑色のピストンは左に向かいますよね これでバランスシャフトがなくても6方向 の振動を打ち消せるんです 逆に緑色のピストンのカウンターウェイト の親王はもともとあった赤いピストンで 打ち消すことができます 実際にはカウンターウェイトは2つの ピストン文を併せ持つ重さと位置に設定さ
(16:21) れます v ツインエンジンてなんだか振動面で イマイチなイメージがありますが 仁神堂については実は優秀だったんです ただしコンロッドのオフセットがあるため るー力は発生してしまいます ぶー力というのは例えば某を左右から同じ 力で押す時同じ1押せば何も起こりません がずれてしまうと棒は回転しますよね こういう力のことをいいます v 型エンジンの場合は特殊な例を除いて 基本的にコンロッドがオフセットしている ためこの偶力が発生します また2ストエンジンの場合はクランク室の 共有ができないため コンロッド間の距離が4ストよりも離れて しまうためにより大きな偶力が発生します この2スト v ツインの偶力の話 p zr 250 a のサービスマニュアル に書いてあったんですよね 印象的だったので記憶に残っています 90度以外の v ツインの場合で振動を 減らしたいときはどうするのかというと
(17:27) 相方氏にんだとクランクピンを共有せずに ずらします さっき出てきた位相クランクと呼ばれる ものでホンダがよく使う手法のよです こうすることによって任意のタイミングで 2つのピストンの動きを設定できますが 先ほどの水平対向の場合と同じく グランカームの分だけオフセットが大きく なるというデメリットが出てきます 直列2気筒と比較した場合 直列2気筒には2つのピストンの移送が 360度180°270°ずれている タイプが主にあります 360度タイプは単気筒と同じ振動になる ため一時振動が発生します180度タイプ はピストンが逆向きに動くのでなんとなく 振動が打ち消し合うイメージですが コンロッドの距離が離れているため大きな 偶力が発生します 水平対向2気筒と比較した場合 に地震動については v 型直列ともに
(18:32) 発生してしまい3気筒で人振動が発生し ないのは c 兵隊校だけです もちろん一次振動もバランスしているので 水平太鼓は3気筒でも振動が少ない エンジンですさらにスムーズ歳の影響とし て等共感覚年少になるという点も見逃せ ませんただし水平太鼓はコンロッド間の 距離が離れているので偶力は多めに発生し ます 6期棟を作ろうとすると 2気筒エンジンでは確かに v 型は直別 に比べると振動が少ないです しかしそれ以上になると不利になる傾向が あります 特に6気筒エンジンを作る場合 水平対向6気筒と直列6気筒は振動面で 完全バランスします ところが6型ではバランスシュタイン人を 作ることができません 振動特性が比較的良好なバンク角60度に 設定してもまだ偶力が発生するため バランスウェイトの助けを借りて
(19:35) キャンセルする必要があります 余談なのですがカウンターウェイトの振動 が特に問題になるのが sl です 一般的な sl はシリンダーが地面と 水平に配置されていてクランク=通りん です sl お台場力か高速化しようとして でっかいピストンとシリンダーを 取り付けると もちろん水平方向の振動が問題になります だからといってむやみに重たいカウンター ウェイトを動輪に取り付けると水平な シリンダーに対して縦向きの振動が余って しまってこれがレールを叩いて線路に ダメージを与えます パワーが出ない 同じ排気量で同じようなバルブシステムを 搭載していても実は v 型エンジンは パワーの面で直列エンジンよりも不利に なる傾向にあります その理由は吸排気系統の自由度が低いから です いい特に na の場合は問題になるよう で最大トルクは v6よりも食録の方が
(20:40) 10%から15%程度も大きくなるよう です ターボにするとそんなのはお構いなしに 下級できますがそれでもお安いシングル ターボにしようとするとエキマニを エンジンをまたいだ6コーナーに回す必要 が出てきます その長距離移動によって廃棄が冷えて しまってターボが回収するエネルギーの ロスが増えるし またパイプを通すスペースを確保する必要 も出てきます v6はコストがかかる これはシリンダーの列が左右に分かれて いるために発生します 特にカムシャフトとそれに付随する システムが直列エンジンの2倍必要になる ためコストがかさみます 水平対向エンジンも同様のデメリットを 抱えています バイクに積むとまた違ったメリット デメリットのある v 型エンジンはコンパクトであるという のが一般的な認識だと思いますただしこの エンジンをバイクに乗せると状況が違って きます
(21:43) バイクはエンジンよく大きいが基本です 続列飛び方を比較した場合 v 型にすると確かにクランクシャフトは 短くなりバイクの横幅も小さくなります これによってカーブを曲がる時の車体を 倒す角度を稼げたりまた関西とジャイロ 効果の影響が減って車体が軽快にた 押し込めるようになります 僕は今800心身の v ツインのバイク に乗っていますが前は600 cc の曲 4のバイクに乗っていましたパワーも車体 重量もほとんど同じなのに v ツインの モンスターの方が断然警戒ですこれは エンジンの幅の狭さが大きく影響してそう です このようにバイクに v 型エンジンを 積むと横幅はコンパクトになるのですが 今度は前後長が問題になりますバイクは 自動車よりもエンジンのサイズの影響が 大きいため プリ形にすることによる前後長の増大が 懸念事項となります 特に v ツインで大排気量のエンジンを
(22:47) 搭載したスポーツバイクの場合は何か工夫 しないとホイールベースが長くなったり スイングアームが短くなるなどして運動 性能上のデメリットが生じてきます スズキの tl 戦はリアサスに コンパクトなロータリーダンパーを採用し ているし vtr 1000は再度 ラジエーターを取り入れています ホンダの vtr 1000のプレス インフォメーションには再度ラジエーター によってエンジン搭載位置の自由度を向上 させてホイールベースを最適化 とありますので4は普通に専心 c -v バンク角90度も v ツインエンジンを 横置きしたんじゃ ホイールベースが厳しかっということ でしょう 区画を90度よりも狭くして前後長を短く するという方法もありそうですがこうする とシリンダが近づきすぎて吸気系統の設計 が難しくなりますさらにボアが大きい スポーツエンジンの場合は2つのシリンダ が干渉する懸念もありそれを開始するため
(23:51) にコンロッドを長くしてクランクから ピストンを遠ざけるという方法をとる必要 があります木これではコンパクトではなく なってしまいます またエンジンの長さのほかに吸排気系の レイアウトが自動車よりも厄介になると いう問題点もあります 特に後ろバンクはライダーの太ももに挟ま れているような位置にあるのでエキパイの 取り回しに難儀しそうです プーレーン人の場合は後ろバンクの冷却に 何が出るというのも問題です buell の xb 12は後ろバンク ように電動ファンがついています エンジンが付いのも問題ですが人も暑い です 太ももの横に後ろバンクのシリンダーが あるのでプーレンジの場合は特に赤外線で 太ももな熱せられます ラジエーターからの熱風とはまた違った後 され これはこれで辛いものがあります このような形で万能に思える v 型 エンジンは率は個性の塊であることが 分かりました
(24:56) 最近の自動車業界では直6が復権し始めて いるので今後どうなっていくのか見どころ だと思います ということでご視聴ありがとうございまし た 今後もこのような動画を投稿していきます のでぜひチャンネル登録をお願いします また動画のネタも募集しています 何かリクエストがあればコメント欄にお 願いします

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