なんだかエンジンの出力について書いてるサイトがあったので俺も書いてみる。

そのサイトでは「多気筒化が高出力のポイントで、多気筒化すれば部品の重量が減るから高回転に持っていける」みたいなことが書かれてあった。

エントリの主もわかりやすくするためにそういう書き方をしているとは思うのだが、それは現象面としては半分アタリだけど理論的には半分ハズレ。エンジンからより高い出力を得るためためには何をすればいいかというと、それは多気筒化でも高回転でもなくて、燃料を沢山燃やして出力に変えるってこと。要は一定時間あたりの相対的な排気量を増やすってことね。多気筒化とか高回転化ってのはそのためのソリューションでしかない。ターボとかスーパーチャージャーも理屈は同じで、同じ時間内に余計に燃料を突っ込んで（つまり充填効率をあげて）相対的な排気量を増やすのが目的なわけ。先の主張はこういう前提を全く認識していないように思えちゃうのが残念。

で、NAでそれを簡単に実現する方法は高回転型にしていっぱい燃料を燃やすことになる。2ストにするっていう手もあるけど、それはここでは割愛。じゃあどうやって高回転型にするかだけど、ピストンとシリンダーで動く内燃機関、所謂レシプロエンジンは、そのピストンスピードに上限があってそれより早くピストンを上下させると油膜が切れてエンジンが焼き付いてしまう。相対的な排気量を上げるにはその制限、つまり、ピストンスピードの上限を保ちつつエンジン回転数を上げなきゃならない。絶対的な排気量はピストンの面積×ストローク×気筒数で算出されるけれど、ピストンスピードという制限の中でどうやって相対的な排気量を増やすかという解はこの式の中にあるんだよね。ピストンスピードはストローク量に比例するので、ストロークを小さくすれば同じ排気量でもピストンスピードの上限に到達しないエンジンになるって寸法。だから高回転型エンジンはショートストロークなんだよね。

多気筒について言えば、これもショートストロークを実現するための方法でしか無い。いや、他にも理由はあるけど、まあいいだろ。簡単な例で言うと、最近ホンダから発売され400ccツインのCBR400Rはボアストロークが67.5x56.6の2気筒だけど、これを4気筒にして67.5x28.3にしたら同じ回転数でのピストンスピードは半分になるわけ。そのぶんピストンスピードに余裕が出るから、より高回転に作れて高出力にもしやすいんだな。といっても余りにショートストロークにすると今度はトルクが落ちてしまう。パワーはトルクx回転数なので、トルクが落ち込むとパワーも落ちてしまう。メーカーはそのバランスを見極めながらエンジンを作っているわけだよ。

ついでにいうと、多気筒化するとパーツの軽量化が出来るってのも解釈としてはイマイチ怪しい。ピストンだけ考えても、例えばボアｘストロークが100ｘ100の単気筒エンジンと100ｘ25の4気筒エンジンを比べた場合、4気筒のピストン1個を1気筒のピストンの1/4の重さで仕上げられるとは到底思えない。実際パーツ総量ではそんなに軽くならないんだよね。これはエンジンの重さを考えれば分かることで、同じ排気量なら気筒数が少ないほうがエンジンが軽い場合が多い。そりゃそうだ。部品数が少なくなるからね。実は多気筒化するメリットってのはパーツ合計の重量が減ることじゃなくて、1気筒あたりの重量が減ることなんだよね。重量が減ると慣性モーメントも減るので、より高回転にしやすいって寸法。重い重りを持ったら動きにくいでしょ？アレと同じね。あと、1気筒あたりの吸排気速度を低下させないための手段が多気筒化って理由もある。ちなみに軽量化すればいいってもんじゃないらしく、クランクマスを極端に落とすととっても扱いづらいエンジンになって、レースとかでは逆にタイムが落ちるらしい。まぁこれは絶対的なエンジン出力よりも出力特性に係る話だけどね。

理系のうんちくとして笑納頂ければこれ幸い。