単気筒エンジンの構造
ドイツ人のゴットリーブ・ダイムラーによって開発された世界初の自動車には、「水平単気筒空冷4サイクルエンジン」という「単気筒エンジン」が搭載されていました。
この単気筒エンジンは、ピストンを使うレシプロエンジンの一種で、ピストンとシリンダーをそれぞれ1つずつ持った構造をしています。
この事から単気筒エンジンと呼ばれています。
レシプロエンジンの中では、最も単純な構造のエンジンです。
多気筒エンジンと違い、隣に他のシリンダーがありませんので、排気の熱や振動の干渉を気にすることなく、比較的自由に設計することができます。
例えば、排気圧力が排気管の中を流れて行く時、排気の圧力により「排気脈動」という現象が置きます。
多気筒エンジンの場合は、この「排気脈動」を積極的に使うことで、排気効率や充填効率を高めることができます。
排気管で発生した「排気脈動」がマフラーの中を流れて行く時、排気バルブが開いていれば、排気バルブに「負圧」が生じます。
これにより、シリンダー内の排気を効率よく排出する事が出来ます。これを「排気効率が良い」といいます。
また、排気バルブ付近が正圧の場合は、吸入された混合気が出て行きにくくなりますので、結果的により多くの混合気を吸い込むことができるのです。このことを「充填効率が高い」といいます。
多気筒エンジンで行われている、こういった数々の工夫を単気筒エンジンの場合は気にする必要がないのです。
その結果、多気筒エンジンに比べてシリンダーが少ないだけでなく、さらにより単純な構造とできるのです。
単気筒エンジンの長所
またその他の長所としては、部品点数が少なくできるので、整備性が高くなり故障もしにくいという事がいえます。
多気筒エンジンに比べて部品点数が少ないという事は、整備も簡単ですし、そもそも故障の頻度も少なくなります。結果的に信頼性が高いということが言えます。
また、同じ排気量の多気筒エンジンに比べて、軽量コンパクトにできるというメリットもあります。
これにより、コンパクトさと高い信頼性が求められる汎用エンジンなどで広く使われています。
さらに部品点数が少なく燃焼室が一つということは、フリクションが少なく、燃焼室の表面積も少ないということですから熱効率も高くなります。
単気筒エンジンの短所
逆に短所としては、多気筒エンジンに比べてピストンが重いため、高回転型エンジンには向かず、最高出力も低くなります。
燃焼から燃焼までの間隔が長いため、アクセルレスポンスも悪くなります。
さらに多気筒エンジンの様に、振動を他のシリンダーの振動と打ち消し合う事も出来ないので、振動が大きくなります。
しかしこの独特の振動が良いという人もいて、クラシックタイプやアメリカンタイプのオートバイで使用されています。
ヤマハのSR400はクラシックな外観と、この独特のエンジンサウンドと振動感が受けて、今でも一部の愛好家に支持されています。
このヤマハSR400は、2008年に排気ガス規制に対応できず生産中止となりましたが、愛好家の強い要望により、2009年から排気ガス規制に対応した新型モデルが販売されています。
