【GTエンジン/シリンダー】名作レースゲーム「グランツーリスモ攻略：車の基本性能」エンジンの構造/原理とシリンダー配置についてご紹介

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今回は、名作レースゲーム「グランツーリスモ攻略：車の基本性能」エンジンの構造/原理とシリンダー配置についてご紹介します。

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名作レースゲーム「グランツーリスモ攻略：車の基本性能」エンジンの構造/原理とシリンダー配置についてご紹介します。

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クルマの構成部品の中で、もっとも大きな役割を担うエンジン。そのメカニズムを把握することが、正しい操作に結びつき結果的に性能を100%発揮させることに繋がる。

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ほとんどのガソリンエンジン車は4サイクルのレシプロエンジンを搭載している。レシプロエンジンにはシリンダーがあり、シリンダーの中をピストンが往復運動することで動力を生み出す。4サイクルとはその往復運動が、吸入圧縮燃焼-排気という4つに分けられるために付いた呼称だ。

4サイクルエンジンの動作について説明しよう。まずピストンがシリンダー上死点に届くわずか前に吸気バルブが開く。上死点に達したピストンが下がり始めるとシリンダー内部の圧力が低下するため、開いた吸気バルブから空気とガソリンの混合気が吸い込まれる。

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ピストンが一番下まで下がると吸気行程は終了し、圧縮行程へ進む。すべてのバルブが閉じたシリンダーの中で、ピストンが混合気を圧縮していく。

混合気を圧縮したピストンが頂点を少し過ぎたところで点火プラグが着火を行う。これが燃焼だ。この時ガソリンエンジンのシリンダー内部は2000°C、200気圧にも達する。その高温高圧のエネルギーがピストンを押し下げ、クランクシャフトを回すことで回転エネルギーが生まれる。

ピストンが下に着くと排気バルブが開けられ排気行程となる。ここではピストンが押し出すというよりは、排気ガスは自らの高温高圧のエネルギーによって、排気バルブから飛び出していく。そして再びピストンが頂点へ来ると吸気バルブが開けられることで、再び吸気行程へと戻る。

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この行程を通して4サイクルエンジンは、アイドリング状態でも1分間に数百回、全開状態になると1分間に数千回というスピードでクランクシャフトを回して、パワーを生み出し続けるのである。

シリンダー配置の種類についてご紹介します。

複数のシリンダーを一列に配置。バルブの開閉を管理するカムシャフト、シリンダーで生まれた動力を回転運動にして取り出すクランクシャフトをすべてのシリンダーで共有し、シリンダーブロックも一体化できるため、構造がシンプルで比較的軽量にできるのがメリット。ただし気筒数が多くなると長くなりスペース的に不利が生じる。

シリンダーを左右交互にV字型にレイアウト。クランクシャフトの長さを短くでき、多気筒でもエンジン自体のサイズをコンパクトにできるのが利点。気筒数にかかわらず振動が少なく、短いシリンダーブロックやクランクシャフトは剛性にも優れる。

シリンダーを左右交互に水平に配置した型式。クランクシャフトを中心にシリンダーが左右に向かい合い、対向したピストンが左右対称の動きをする様子が、ボクシングでのパンチの打ち合いに似ているところから「ボクサーエンジン」とも呼ばれる。エンジン高が低いため低重心化にもメリットがある。

本来、1本のクランクシャフトに対して3列のシリンダーを扇状に配置したエンジンのことをいうが、現在では、狭角のV型エンジンを2つ組み合わせたものもW型と呼ぶ。横幅はV型よりも広くなるが、12気筒以上の多気筒では、クランクシャフト長(=エンジン長)を短縮するメリットのほうが大きい。

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