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趣味、興味、愚痴、色々

#93ざっくり語る「単気筒編」

 

 

 

 

 

リハビリが痛くて辛いじゅんです!

 

術後から3週間経ちました。

 

そして抜糸も数日に分けて終わりました。

 

痛かった…

(´;ω;)

 

固定してた指はすっかり硬くなり、指が曲がらない…

 

それでもかなり指らしくなりました!

 

自己責任で見てくださいね♪

左母指尖損傷

 

さて、僕の楽しみと言えばこのブログと看護師さんたちとの会話!
(*´∀`*)

 

2人の看護師さんと連絡先交換もしちゃいました(笑)

 

で、今回はそんなムフフな話ではありません。
(´・ω・`)

 

前回の話で出ました「エンジンが好きだ」の話になります!

 

jungurome.hatenablog.com

 

ボロが出るので詳しくは語りませんが、それなりに掘り下げれたらと思います。
(^_^;)

 

なので初心者向けにではなく、ただ自己満足に語るという、いつも通りのブログになります!
∠(゚Д゚)/イェーイ

 

注意
間違ってる知識もあるかと思いますので悪しからず。

 

ざっくり長文(笑)

 

ではいってみましょう!

 

【超基本!バイクエンジンの種類】

 

『基本は4種類』

 

一般的なバイクのエンジンは以下の4種類になります。

 

単気筒
二気筒
三気筒
四気筒

 

早速ざっくりですね!
(;゚Д゚)!

 

自己満ですから(笑)

 

単気筒以外はバリエーションがあります。

 

が、今回は単気筒のみ語ろうと思います!

 

何故なら話が長くなり過ぎるから(笑)

 

【単気筒の特徴】


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※CRF250LのMC41E型単気筒エンジンカット

 

その名の通り1つのシリンダー(気筒)を持つシンプルなエンジンです。

 

シングルなどと呼ばれ、400cc以上の排気量ではビッグシングルとも呼ばれています。

 

シンプルなので整備性が良いとされ、コンパクトに作れるため小排気量のバイクに多く採用されています。

 

他のエンジンに比べて部品点数も少なく、消耗品であるプラグも基本的に1本のみの交換など、維持費が安いです。

 

低回転時に力を出すのが得意で、高回転が苦手なのでスピードは出せません。

 

しかも振動が強く、高回転になればさらに振動が強くなる特徴もあります。

 

なので高速道路を走るようなシチュエーションには向きません。

 

スピードが必要のないオフロードやクラシックなバイクに多く採用され、燃費が良い傾向があります。

 

シンプルでコンパクト故に、軽くて取り回しが良く、バイクの構造を知りたい初心者には強く勧められるエンジンです。

 

初心者だけでなく、このトコトコドコドコと表現される振動や音が、独特な乗り味となり、病みつきになる人も多いエンジンです。

 

初心者からベテランまで魅了する単気筒エンジンは、スピードが出ないことで味わいを楽しむジェントルな方に向いているかも知れませんね。
(*^^*)

 

ちなみに、スピードを出せるように高回転型エンジンにしたモデルもあるので、一概に単気筒=スピードが出ないではないので注意して欲しいです。

 

むしろ最近は、排気ガス規制の影響で単気筒エンジンなどの高性能化が目覚しく感じます。


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例えば、このホンダCBR250R(MC41前期)は、CBRなのに単気筒エンジンで出してきました。

 

ネットなどで「残念」「微妙」などと不評でしたが、現在ではその完成度が認められ、改良されながら派生車種のCB250F、CRF250L(M/Rally)に搭載され、現在話題のCB250Rにも採用されています。

 

そもそもMoto3レースでのフィードバックで開発されたエンジンなので、上記のようなのんびりしたエンジンではありません。

 

GB250クラブマンやSRX250、グースのようなシングルスプリンターもありました。

 

MC41Eエンジンについては下記で熱く語ります(笑)

 

【単気筒のなぜ?】

 

さて、単気筒のエンジンを語るのに、一般的な話をしてきました。

 

しかし、その特徴にはちゃんと理由があるんです!

 

・・・当然ですよね。
( ̄▽ ̄;)

 

理由もなく単気筒は高回転が苦手だとか言えない…

 

僕は深く考えないで、そういう物として理解してきたつもりでいました。

 

皆さんもそんな感じ〜だと思っています(笑)

 

しかしココからがエンジンの楽しさだと僕は思っています!
(*´罒`*)

 

では、引き続き語ります(笑)

 

『単気筒はなぜ低回転に強く高回転が苦手?』

 

・・・愚問でしょうか?(笑)

 

単気筒はシリンダーが1つです。

 

ピストンも1つです。

 

つまり推進力となる燃焼室が1つしか無いのです。

 

同排気量で考えれば、多気筒に比べてピストンやシリンダーが大きくなり、1回の燃焼も大きくなるのは当たり前のことです。

 

ピストンやシリンダーなどが大きいとなると、それだけ部品として質量が増し、強度を上げないといけません。

 

運動部品であるピストン、コンロッドなどの慣性も大きくなるので、最高許容回転数も低くなり、最高出力が低下します。

 

他にもストローク量の問題だったり、これから話す振動など、理由は1つではありません。


『単気筒はなぜ振動が強いのか?』

 

先程話した通り運動部品であるピストンやコンロッドなどが多気筒に比べて大きく、1回の燃焼が大きいためです。

 

燃焼と表現してますが、皆さんは爆発と言った方がピンと来るかもしれませんね。

 

吸気→圧縮→爆発→排気

 

この爆発はスローで見れば燃焼とそれによる膨張です。

 

それが凄まじく速いから爆発と表現してもおかしくないのです。

 

厳密には違うので僕は燃焼と言ってるだけです。

 

で、

 

エンジン内部で爆発してる衝撃が、振動となってる訳ですが、1つのシリンダーで容量が大きいのだから、当然衝撃も強いです。

 

同排気量でも多気筒に比べ、単気筒の方が振動が強いのは、爆発を受け止めるピストンの大きさが違うからです。

 

しかも多気筒のように振動を相殺するのが難しく、バランサーシャフトにより低減は可能ですが、パワー損失増加とレスポンスの鈍化を発生させてしまいます。

 

さらに言えば、質量が大きければ大きいほど、動いたり止まったりしたら振動が増えます。

 

ちなみにこの止まると言ってるのは回転力の事です。

 

ピストンが最も高い位置、または低い位置をそれぞれ上死点、下死点と言います。

 

この死点は簡単に言えば、回転力が発生しない地点になります。

 

つまり回転運動してるクランクシャフトが回転しないので、連動してコンロッド、さらにピストンが運動しない地点になります。

 

それを止まると表現しています。

 

回り続けるのはフライホイールと言う部品があるお陰です。

 

また、多気筒エンジンならば、各ピストンの死点の位相を相互にズラすことで、回転力が停止しないようになっています。

 

少し逸れましたが、ピストンの直径が大きくなればなるほど質量が増し、死点で止まる振動も増え、機械的に制御出来なくなります。

 

これが単気筒の振動が強い理由の1つです。

 

『単気筒はなぜ小排気量に多いのか?』

 

振動による問題もあり、大排気量化には少々不向きなエンジンです。

 

それに大きな爆発を繰り返してる訳で、うるさくもなります。

 

ならば、不向きな方を伸ばそうとせずに、向いてる方を伸ばしてあげれば良いのです。

 

そもそも、単気筒はシンプルでコンパクトに作れるのがメリットであり、二気筒などに比べてピストン直径が大きいので、小排気量車でもトルクがあります。

 

トルクがあると言うのは、エンジンブレーキもその分強いので、発進と停止の多い街中に適します。

 

コンパクトに作れるとなると、スクーターのカバー内に収めやすいので相性が良く。

 

パワーよりも整備性などの実用性を求められるビジネスバイクにも採用しやすい。

 

何で小排気量車には単気筒ばかりなのかと考えたら、至極当然な結果でした。

 

『単気筒をなぜ高回転型に出来るのか?』

 

最初の疑問で、単気筒は高回転が苦手な理由に触れ、それが振動であったり、強度面、つまり耐久性を上げるために質量が増えてしまう問題だったりした訳ですが、先程の小排気量車ではデメリットが薄まります。

 

小さくコンパクトに作れば質量は増えませんし、小さな爆発ならそんなに耐久性も必要ない。

 

原付やカブなどは発熱量が少ないので、冷却システムが自然放熱つまり空冷になり、構造も単純化、軽量化に繋がります。

 

それだけでも振動が減りそうですが、高回転化にはさらに、使用される素材や形状にも軽量化技術が使われています。

 

しかし、これくらいは単気筒以外でも当然な話。

 

それに高回転化していくと空冷では追い付かないので、水冷にするのが一般的。

 

重量増加を余儀なくされていきます。

 

例えば、カム。

 

DOHCやSOHC、OHVなど聞いた事があると思いますが、高回転で高性能化するとDOHCの採用率が高いですね。

 

しかも、過去の名車GB250クラブマンでは、このDOHCに加えて、燃焼効率、吸排気効率を高めるRFVCが搭載されてフリクションロス低減されていました。


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※XL250(MD08)のRFVC

 

RFVCも凄いですけど、それをDOHCにするとか…実に面白い。

 

具体的に言うと、RFVCは放射状4バルブと言って、燃焼室を理想的な半球型にする事が狙いで作られました。

 

上記写真の右下に分かりやすいイメージがありますね。

 

調べればお分かりになる通り、半球型の燃焼は理想的と言われますが、トルクが落ちるといったデメリットがあります。

 

でも、元からトルクフルな単気筒エンジンには、多少トルクが落ちても高回転による高出力化という狙いがあったので、このRFVCは採用されたと思っています。

 

現代ではCBR250R(MC41)に、徹底的なフリクションロス低減を図られた上、二輪車初となるローラーロッカーアームを採用しました。


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これにより直打式に比べて、摺動抵抗が減ります。

 

しかし、本当の狙いは燃焼室の表面積を狭くするためです。

 

燃焼室の表面積を狭く(小さく)する事で、燃焼効率を良くし、イリジウムプラグやインジェクション制御により、希薄なガソリンで確実な着火を実現。

 

また、ホンダは他社と違い馬力を低く出して来ましたが、圧縮比を上げないように''わざと''してます。

 

これはグローバルモデルとして、オクタン価の違うガソリンが使われても、点火時期の変更をせずに各国で使用で来るようにしたためです。

 

と発表してますが、実は他にも理由があるんです。

 

ホンダが優等生と言われる理由であり、僕がホンダが好きな理由のひとつですね!

 

また今度、それは語るとして…

 

MC41E型エンジンは、コンパクト、燃費、高出力、低振動を欲張って作られた凄いエンジンなんです!


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四気筒至上主義なんて飾りです、

オッサンにはそれが分からんのです!

 

CBRなのに単気筒?そんなのCBRじゃない?

 

時代は変わったことが分からない人たちの戯言です。

 

僕も四気筒は好きですよ?

 

あの滑らかなエンジン音、メカニカルノイズの少なさが好きです。

 

ただ、僕はフラッグシップCBR1000RRの一気筒分のビッグボアシングルが、10,000rpm以上回るなんて技術の進歩は凄いなと思いましたけどね!

 

個人的にはユニカムバルブトレインを採用してコンパクト高出力にして欲しかったですけど、ローラーロッカーアームの採用で低振動とバルブ角の自由度を狙い、コスト面考えても無い話ですよね…

 

それにただでさえ単気筒でがっかりしてる人達は、SOHCと聞いただけでさらにガッカリしちゃうでしょうね。

 

僕はユニカムバルブトレイン好きなんだけど…

 

そもそもRFVCやらユニカムやらと単気筒の高回転化に一生懸命なホンダが面白い!

 

できたらCRF250Rのエンジンを市販化して欲しい!

 

かなり脱線しましたすみません。

 

僕が伝えたいのはMC41E型エンジンで言えば、

 

素材の軽量化などしても耐久性が落ちない鍛造技術の進化。

 

コンロッドやカムの形状による軽量化を図りつつ、

 

DOHC、ローラーロッカーアーム採用などによる重量増になっても、

 

オフセットシリンダーなどで徹底的なフリクションロス低減、

 

1次バランサーシャフト、サイレントカムチェーン、メタルクランク軸受けなど単気筒独特の振動低減、

 

バルブ角や圧縮比で熱効率向上、

 

クラストップの燃費性能、

 

ビッグボアシングルを10,000rpm以上回る元気な性格にしてる。

 

なのに、

 

扱いやすくバランスも良いから、改良しながら他車種にも使って発売し続けてる。

 

まさに、

 

現代の新しいスポーツエンジンなんですね!

 

だから、単気筒=スピードが出ないでは無いんです。

 

【まとめ】

 

さて、如何でしたか?

(o´∀`o)

 

単気筒だけでも結構語れるものだし、まだまだ奥深いんで、これからも勉強していきます。

 

今回のこの自己満足な語りで、同じエンジン好きが増えたら良いなと思います。

((( *´꒳`* )))

 

四気筒が好きな人が多いでしょうが、敢えて単気筒に目を向けても楽しいと思いますよ!

 

最近の小排気量モデルたちが元気なのも、この単気筒の良さから来てるかもしれない。

 

そう思えば元気な小さいバイクも欲しくなってきますね!

 

 

 

お読み頂きありがとうございます!
( ᵕᴗᵕ )''

コメントなどお待ちしております。

(・ω<)-☆

 

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