星型エンジンを解説！ どんな構造と特徴？【エンジンの仕組み】
【書き起こし】星型エンジンを解説！ どんな構造と特徴？【エンジンの仕組み
(00:01) [音楽] 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 を知らペン人 星型エンジンは1900年代前半に大活躍 していたレシプロエンジンの一種で 零戦8 f 6 f などの戦闘機から dc 6やスターライナーなどの旅客キー 珍しいところでは m 4シャーマンと いう戦車にも搭載されていました その構造はまさに異端の存在で v 型エンジンと比較しても全く異なる 特性を持っています ということで今回はお子がのエンジンに ついて調べてきましたのでご紹介したいと 思います 星型エンジンの概要 星が10人はその名の通り捕手のように シリンダーが配置されているレシプロ エンジンです 英語では radial engine と 呼んでいて直訳すると放射状発動金みたい な言い方になります
(01:07) 若かりし頃 スターエンジンと必死にググった記憶が あります 星型エンジンのシリンダーの数はタウン列 あたり 後から吸気塔が一般的で 特殊なタイプ以外は奇数配置に落ち着いて います この理由は後からお話しします それ以上のシリンダー数が要求されるとき はこの御祈祷や7機等の星型エンジンが 複数重ねられて 複列以上の4型エンジンが出来上がります 1ですが11気筒以上となるのは極めて まれで3ツ星が戦中に開発を進めていた母 50というエンジンが1列あたり11気筒 を採用していましたが 春天中に終戦を迎えていますああああああ 零戦隼が搭載していた昌は吸気とかけるに 熱で排気量はに18リッター b 36が積んでいた r 436丸は7 機等をかける4月の28気筒で排気量は
(02:14) 701.5リッターを怒っていました 実戦配備はされなかったものの吸気塔を かける4列で36機等の xr 75丸と いうエンジンもし錯誤の春天まで行われて いたようで驚くばかりです このエンジン127リッターの排気量で約 5000馬力 しかもこいつへ綺麗なんです 口腔用レシプロエンジンは基本的にツイン プラグゆえに b 36の場合点火プラグ を336個も持っているので整備性は最悪 ですねちなみに大蛍活気を飛ばしている ジェットエンジンはパッタ日本の イグナイターしかありません 星型エンジンの小僧 クランクはどうなっているのか スバルの水平対向エンジンの話をするとき 中島飛行機時代の星型エンジンの話がよく 出てきますところがエンジンの構造は星形 と水平対向では全く違っていてどちらかと
(03:19) いうと奉仕型エンジンは杭方エンジンに たくさんシリンダーを追加したイメージで クランクの構造的には v 型エンジンに 近いと言えます 星型エンジン構造はこのようになってい ます 星型エンジンにはマスターロットという コネクティングロッドがまずあってそれ 以外のコンロとサブロッドはこのマスター ロッドに取り付くような構造をしているん ですね v 型エンジンや w 型 エンジンも一つのコンロッドにもう一本や 二本のコンロッドを追加したような構造を していますが大きく違うのはすべての コンロッドが同一平面上に存在するという ことです 通常の部位が10人はたとえクランクピン を共有していたとしても コンロッドの幅分 軸方向にオフセットが発生します このオフセットが振動をつくったり エンジンの前後長を長くするという マイナス面を生み出します このコンロッドががすまる構造で星だと
(04:25) エンジンをつくってしまうと 一番前にあるコンロとと奥のコンロッドで は市が大きくずれてしまいます ところがこのように同一面上にコンロット を並べるとそういう問題が起こりません これが不死型エンジンの大きな特長の一つ です カムシャフトが1本しかない ohv の節型エンジンのカムシャフトは 1本しかありません とはいってもそもそもの話 多いチビはカムシャフトがクランク シャフト近傍にあるので v 型エンジンや水平対向エンジンの場合 は1本のカムシャフトで事足り これ自体はさほど驚く店ではありません 星型エンジンのカムシャフトで特徴的なの はその大きさと配置方法です このような形状でクランクシャフトを カカオような大きいカムが 1列に対して1セットだけ用意されてい ます
(05:28) こういう手法をとることによって全方位に 向いているぷしろと容易に動かすことが できます また一つの日目の複数シリンダーで共有 するためかも山も複数ありその文化も シャフトの回転数のゆっくりしたものに なります 連勝順序はどうなっているのか 星型エンジンは1月すべてのしリンガーが 理想なしにクランクに取り付いています だからスムーズに運転させるためには年商 順序にひと工夫加える必要があります ご祈祷の星型エンジンを考えます 頂点のシリンダーを一番として時計回りに 2345とそれぞれ名付けておきます 4ストエンジンは1気筒あたり クランクに回転に1回つまり720°に1 回の燃焼工程がありますので 星型エンジンの工程は隣のシリンダーとは 何も考えずに72度分ずらすか
(06:33) 360度追加した 432どぶんずロスかを選ぶことができ ます この選ぶというのは非常に簡単な事で ピストンの動き自体は最初の360度も後 の360度も同じなので 吸排気バルブが動くタイミングと点火 タイミングを調整するだけです ここで大いに72度ずつ順番に燃焼させて しまうと どどどどどー どどどどどどうみたいにエンジンが動き ます 一番から5万の年商は等間隔になります ところが5番が燃焼してから一番が燃焼 するまで1周+72度もクランクがまわっ てこれではお世辞にもスムーズとは言え ませんよね そこでシリンダーを一つ飛ばしに燃焼させ ます こうすると 135 241ですから表にするとこのようになり ます
(07:36) これではちょっとわかりずらいので順番を 変えると 等間隔燃焼とすることができていることが 分かります これらな非常にスムーズですよね したがってこういう点火順序を取ることに よって等間隔減少として振動を減らすこと ができます また吸気についても等間隔の方が大きな 脈動の変化がなく無理なく設計できそう です ところでさっき星型エンジンの1列は奇数 だと言いました この理由はこの点火感覚にあります 試しに偶数気筒の星型4気筒で考えてみ ます ちなみにこの形普通は星形4気筒とは言わ ずに x 型と言います 隠しミンダーの感覚は90度なので隣の シリンダーとの皇帝のズレは90度か 450度を選ぶことができます 一番から順番燃焼させるとこれはどう しょうもなく不等間隔ですね
(08:43) では先ほどのように一つを気にしてみると 1番3番までは白髪10度ずれていって 大丈夫デース でもその次が問題で180度ずれた先は 一番なので90度先の4番か 270度先のニーマンを燃焼させるしか 選択肢がありません これでは振動面で不利になりまますだから 1列あたりが偶数月東の星型エンジンは までで黎明期などにわずかに存在した化け のようです もちろん奇数かけるには絶対に偶数となる ので気2駆2月のサカエヤ誉四月の r 436丸はエンジンとしては偶数気筒数に なります 福別の場合は前列のシリンダーの間に後列 のシリンダーがくるように配置 クランク磯を180度ずらしでくっつけて あります 燃焼については前と後ろが交互にくるよう に設定されており
(09:46) 移送180度で 前のシリンダーの中間に後ろのシリンダー があるため燃焼感覚も均一にすることが 可能になります 星型エンジンの特徴 レシプロ航空機全盛期は星型エンジンの 全盛期んと言っても過言ではありません お子ら10人を採用することによって どんないいことや残念なことが起こるん でしょうか ここでは主に db 6万の一夜マーリンに代表される 液冷 v 型12気筒エンジンと 誉8 a 28まるまるに代表される 空冷星形エンジンを比較していきます [音楽] 冷却しやすく大馬力の空冷エンジンを 作れる これは星型エンジンの大きな特徴です シリンダーが風に対して成立しているので 空冷エンジンにした場合どう考えても冷え ますよね 複列でもまだ一応は大丈夫で1列を9機と かける2列の18気筒くらいまでは空冷化
(10:52) できるといえます このように星型エンジンにすることによっ て大排気量の台詞6エンジンでも空冷と することができます 一方 v 型エンジンは縦長になると目 空冷日には向きません 後ろのほうのシリンダーは日足づらいし 空冷エンジンが十分に冷却空気を書くを しようとするとシリンダー同士の間隔を 詰めることもできませんのでエンジンが 大きくなるという懸念もあります のですから大馬力でたくさんの4輪が 上がる航空機用エンジンを作ろうとした 場合 星型にするか v 型にするなえきれいに するという選択肢しかありません ここで v 型エンジンはへ切るしか選べ ませんが星型であればどちらを選ぶことも 可能となります ここで航空機における空冷凍きれいの メリットデメリットについて軽くお話しし ておきます くれはシリンダーやさらに熱に厳しい
(11:55) シリンダーヘッドに空気を上げて直接 エンジンを冷却します 液冷はオータージャケットと呼ばれる冷却 水の経路をエンジンに張り巡らせてここを 流れる冷却水によってエンジンの熱を回収 しラジエーターで空気中に放出します 空冷エンジンは水やウォーターポンプや ラジエーターが不要なため シンプルで軽量なエンジンを作ることが できます また空冷エンジンは製造が良いれ製造工程 も少ないためお値段も安くなっていて 液冷の6割程度で生産できるようです 技術力に乏しく お金に苦しかった大東亜戦争以前8戦中の 日本が口腔用レシプロエンジンの大馬力か に当たってそれまで手がけていた液冷 エンジンを捨ててプーレイを選択した理由 がこの2つのようです さらに駅レイキはラジエーターを含む冷却 水の経路という大きな弱点が増えてしまい
(13:01) ます 液冷はオーターポンプなども臓物が増えて しまうため故障のリスクも増大し信頼性に おいては空冷に劣ります 加えて空中戦での耐久性も空冷に劣ります エンジンは損傷を受けると視力が落ちたり 場合によっては止まってしまいます キレイ園児の場合ラジエーターなどに被弾 して冷却水がなくなるといくらエンジン 自体か元気でもオーバーヒートによって 焼き付いてしまってちょのエンジンは 使い物にならなくなります逆に液冷 エンジンのメリットは星型エンジンにし なくていいと言う鶏と卵のような話になり ます 他には冷却が安定するため大出力がし やすいというメリットもあります これは飛行機じゃあんまり聞かないですね さらに駅レイキは冷却水をエンジン手動前 に外部からあらかじめ加熱することによっ て暖気時間を大幅に短縮することができ
(14:06) ます 帝国海軍の潜水空母 e 400が搭載していた攻撃機清覧は易 冷機です 400は浮上後に清覧を飛ばすわけですが 浮上中の潜水艦なんぞ 的からすると狙いたい放題のいい的です だから敵に見つかる前にさっさと清覧を 飛ばすべくエンジン始動前に冷却水と オイルをあらかじめ外部から加熱しておい て 手動5段錦なしてすぐに離陸させるという ような手段がとられていました を知ら10人は空冷化しやすいとはいって もそれを買うリングの形状によっては冷却 性に難が出ます例えば b 29は今月の 上側シリンダーがオーバーヒートしやすく マグネシウム製ケースが燃えて火災になる という事故が多発しました 来年も先細りのカウリングに認め 霊格が不足しがちで星型エンジンを積んだ
(15:10) 空冷期なのに強制空冷ファンを持ってい ます さらに4列の星型エンジンともなれば 後ろの寝ずに空気があたりにくいのは当然 で r 436までは冷却國難を抱えてい たようです xr 7755や bmw はちまるさん などという巨大エンジンは r 436丸 と同様に4列ですがこちらは液冷を採用し ています でも絵綺麗にしてしまうとせっかくの星型 エンジンの空冷にしやすいというメリット が一つ削られてしまうのでちょっと というかだいぶぴ妙ですよねえきれいの星 型エンジンは本格的に世に出る前にガス タービンの時代がやってきたので日の目を 見ることはいませんでした v ががにしようとしても16気筒とかに なると クランクシャフトがあまりに長いので レシプロエンジンはやっぱりこの辺りが 限界だったんですかねカーランプシャフト が短い
(16:14) 星型エンジンは多数のコンロッドが一転 集中していてクランクピンは一列につき1 本しかありません だからクランクシャフトがめちゃくちゃ 短くなります これによってクランクシャフトを軽量化 でき シャフトそのものに加えてクランクケース も軽量に仕上げることができます v 型12気筒などの長い クランクシャフトを製造するのは高い技術 力 工業力が必要となります 日本を千中ドイツのリービー60001を ライセンス生産していましたが クランクシャフトの製造に手こずった みたいです またクランクシャフトが短いということは クランクシャフトのベアリングの数が 少なくて済むのでコスト減や信頼性向上に つながります 先に出てきた液冷エンジンそんなものの 必要技術力とも相まってプーレイの節が 10人は液冷の v 型エンジンよりも 作りやすいと言えそうです
(17:20) 洗面投影面積が大きい これは星型エンジン最大の弱点です 空冷化しやすいのとトレードオフになり ます 前面投影面積が大きいと空気抵抗も大きく 高速化の妨げになります v 型12気筒エンジンを積んだ三式戦闘 機はエンジン供給不足によって 空冷の節が多重4気筒エンジンを搭載され て五式戦闘機となったものが多く存在し ます v 型と節があったを比較するのにもって こいな飛行機たちです これらを比較するとエンジン出力は同程度 であるものの高度6千メートルでの最高速 について v 型の全社が60010km パーワー 星型の校舎が を約80km パーワーとなっています 速度の比較では5%の違いですがエンジン のパワーで子の差を埋めようとすると非常
(18:24) に困難になります 飛行機の最高速は馬力の3乗根に比例し ます だから空冷星形な五式戦闘機デー スリムな液冷 v 型の三式戦闘機と同じ 最高速を出そうとすると 1.05の惨状で約16%のタワーの 上乗せが必要になります そう考えると誰かが5%されど5 パーセントなんです このように同じ機体で液冷 v 型の三式 戦闘機とプーレイ星型の五式戦闘機を比較 すると 都市型エンジンの空気抵抗の多さによる 高速化の困難さがよくわかります 空気抵抗以外の比較として 3色戦闘1五式戦闘機の重量を比べると 液冷 v 型の3色の方が300 キログラムほど重たくなっています 生産面補修面においても 液冷と長いクランクシャフトに苦労した
(19:29) ことを考えると キレイ v 型と空冷星形の特徴がよく 表れていると言えます このように星型エンジンと v 型 エンジンを比較すると思いのほか極端な 長所と短所を持っていることが分かります でもこんなに違う特性を持っているのに第 二次世界対戦ではこれらのエンジンを搭載 した戦闘機が入り混じって空中戦を行って いてこれはとても興味深い点でロマンを 感じます 高性能機は猫も杓子もターボファンの今の 世の中は正直ちょっとつまんないですよね 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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