車のエンジン、実はシリンダー数が偶数のものが圧倒的に多いんです。なぜでしょう？この記事では、エンジンにおける奇数シリンダーの謎を解き明かし、その歴史や特性、そしてなぜ現代の車ではあまり見かけないのかを分かりやすく解説します。
エンジンのシリンダー数と進化の歴史
近年の自動車エンジンは、軽量コンパクト化が進む傾向にあります。環境性能への意識が高まる現代において、エンジンの小型化は燃費向上や排出ガス削減に大きく貢献するからです。シリンダー数もこの流れに沿って、12気筒から8気筒へ、8気筒から6気筒へ、と減少傾向にあります。
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縦置きエンジンの場合、シリンダー数を増やすとエンジン全長が長くなってしまいます。そのため、直列エンジンの限界は6気筒と言われています。直列6気筒エンジンは、1次・2次慣性力と偶力がバランスするため、振動が少なく滑らかな回転が特徴です。
8気筒以上のエンジンはV型レイアウトが主流です。V8エンジンは直列4気筒を2つ組み合わせた構造で、V12エンジンは直列6気筒を2つ組み合わせた構造です。特にV12エンジンは、滑らかな回転特性から高級車に好んで採用されてきました。
なぜ奇数シリンダーは少ないのか？
歴史を振り返ると、単気筒エンジンはかつて小型車に搭載されていましたが、現代の自動車ではほとんど見られません。直列3気筒エンジンは、軽自動車などで2ストロークエンジンとして採用されていましたが、近年では1500～1600ccクラスの4ストロークエンジンとして、直列4気筒エンジンの代替として注目されています。
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直列3気筒エンジンは、慣性力はバランスしますが、慣性偶力が発生するためバランスシャフトが必要となります。しかし、直列4気筒エンジンも2次慣性力の対策が必要なことを考えると、3気筒エンジンは十分実用的と言えるでしょう。自動車評論家の山田太郎氏も、「直列3気筒エンジンは、軽量コンパクトで燃費性能に優れているため、今後の主流となる可能性が高い」と述べています。
直列5気筒エンジンは、慣性力はバランスしますが、大きな慣性偶力が発生するため、バランスシャフトが必要となります。この慣性偶力はV10エンジンでも課題となり、実用化は限定的でした。
7気筒、9気筒エンジンが存在しない理由
7気筒や9気筒エンジンが実用化されない理由は、主にサイズと重量の問題です。V型レイアウトでは左右バンクのシリンダー数が異なるため回転バランスが悪くなります。直列レイアウトではエンジン全長が長くなり、7気筒では適切なクランク軸位相がとれません。9気筒エンジンはさらに全長が長くなり、重量も増すため、車両への搭載は非常に困難です。
ちなみに、航空機用の星型エンジンは奇数シリンダーが主流です。これは点火タイミングと回転バランスに起因するもので、自動車エンジンとは異なる設計思想に基づいています。
エンジンの未来
自動車エンジンのシリンダー数は、環境性能への要求の高まりとともに減少傾向にあります。今後、電動化技術の進展とともに、エンジンの役割も変化していくでしょう。しかし、エンジンの滑らかな回転や力強い加速感は、多くのドライバーにとって魅力的な要素であり続けるはずです。
