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マツダのロータリー(^^♪ (コアブログ)



こんにちは~キムです(*´з`)

最近もう一度乗りたいな~っと思う車の事を考えていました。
みなさんそんな車一つや二つありませんか?

キムは、昔からどちらかと言うとスポーツカー好きで、幼少の頃からとにかく車の事に夢中でしたww
車の構造や、エンジン、解らないことが有れば父や祖父によく聞いたものです(^^)

1990年頃? 当時テレビで見たル・マン24時間レースに参戦していたマツダ787Bのエンジン音に感動したのを覚えています(@ ̄□ ̄@;)!!
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実はこの787B 4ロータリーエンジンを搭載し排気量の2,600ccのR26Bエンジン、当時800psを目標に開発されていましたが、
目標の800psを出すためには回転数を10,000rpmとする必要があったそうです。

しかしながら10,000rpmで24時間に耐えられるミッションがなかったため、レブリミットを9,000rpmに抑え、出力を700psとして参戦していました。
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主な採用技術は多段可変吸気機構に1ロータ3プラグ、ペリフェラルポートインジェクション、セラミック・アペックスシール、ハウジング全てのサーメットコーティング
等々で武装しル・マンで戦っていました♪
チョッとマニアックな話しですが(;'∀')
 
この787Bに搭載されていた4ローターの奏でる音色は、『甲高い』と表現するようなレベルではなく、言えば『超高周波』みたいな音(*´Д`)♪♪
とにかく、この787Bのエンジン音に惚れローターエンジンに興味を抱き免許を取得後FC3S買った事を思い出します(*´з`)♪
現在でも自分のロードスターにNAの4ロータリーを換装できたらな~
なんて思ったり(笑)
 
良ければ787Bエンジン音か4ローターリーでYouTubeで検索みて下さいね~♪
ムチャクチャイイ音ですから(笑)
 
開発当時ロータリーエンジンは回転運動をそのままクルマの駆動に伝えられることで、効率の良い夢のエンジンとして期待されましたが。。
現在、燃費やHC濃度の高さなどの欠点を払拭することができず、さらにレシプロエンジンの性能が飛躍的に向上したこともあり、市販車からはロータリーは消滅しました。。。(´;ω;`)ウッ…
 
色々お話させて頂いていますが、この流れでマツダのロータリーエンジン進化の歴史を少し振り返ってみようと思います(^^♪
最後までお付き合い頂けたら「メッチャ嬉しいで~~~す!」
 
ほな早速!! 
 
ロータリーE/g(エンジン)はマツダの技術により大きく進化♪
 
昔ロータリーエンジンは蒸気機関車の時代から各国で研究がされていたらしく、最初に実用に成功したのは、ドイツのフェリックス・ヴァンケル氏と言う方だそうです。
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1959年に完成させたロータリーエンジンには世界の自動車メーカーが注目!
日本ではマツダのほか、ヤンマーや日産、トヨタも 当時技術を持っていたNSU(ドイツのオートバイ、自動車メーカー)と技術提携を行なっていたそうです(^^)
 
その中で市販車として量産を行なったのはマツダだけで、その後45年にわたって生産し続けていました。
(スズキは自社開発のロータリーエンジンを搭載した2輪車を生産していた事も)
 
 
当時コスモスポーツ用として登場した491cc×2の10A型は、その後ファミリアやコスモにも搭載され、
更に10Aの幅を拡大した12A 偏心量を増やした13A、ご存知の方も多い13B、3ローターの20Bなどなど、市販車用のエンジンは進化を続けたのです(^^♪

 
最初に実用化されたロータリーE/gはコスモスポーツ用として開発された、491ccのツーローター!
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1968年に2代目ファミリアクーペに搭載され、最高出力は100ps/7000rpm(^^♪
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1971年にはハニカムポートを採用してポートタイミングを変更、ローターハウジングを改良してサバンナRX-3に搭載され最高出力は105ps/7000rpmに(^^)
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更にハウジングの幅を拡大して12A排気量を573c×2♪♪
 
10A型のハウジング幅を10mm大きくし、排気量を573ccのツインローターに。
12Aは、1970年に発売されたカペラ用として開発されたようです♪
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1972年にはフルモデルチェンジされた2代目ルーチェにも搭載され、
1973年には10A型の生産が終了しサバンナの搭載エンジンも12A型に変更され初代RX-7にも搭載されました(^^)/

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次に13A型ロータリー
 
実はこの13A型はハウジングの幅を拡大してトラブルが頻繁に(-_-;)1年ほどで消滅
 
10A型をベースにハウジング幅はそのままに偏心量を変更し、655ccのツインローターとし、
コンパクトで高出力を狙ったFFのルーチェ・ロータリークーペ用に開発されましたが、トラブルが頻発したため1年未満、970台ほどで生産は打ち切られたようです(*_*)

 
そして新たに登場したのが13B型ロータリー。
皆さんこのあたりから特に聞きなじみがあるのではないでしょうか?(^^)
 
 
・熟成度が高まり信頼性の向上で多くのモデルに採用(^^)/
 
12A型のハウジング幅を10mm拡大し排気量を654cc×2のツインローターとした13Bは、2代目ルーチェの後期型用として開発されました♪
13A型とは排気量が同じですが、共通する部品はなく異なるエンジン
初期モデルの出力は135ps/6000rpmで その後インタークーラーターボ搭載のモデルも登場~(*'▽')↓   ↓
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その後3代目となるアンフィニRX-7(FD)用に開発された13B-REWになり
シーケンシャルツインターボを搭載して、255ps/6500rpmに♪
1999年に更なる改良を加え、最高出力は当時の自主規制の上限280psに達したんですよね~
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更に2003年にRX-8用として開発された13BRENESISは、13Bエンジンを見直し、
NAで高出力と低燃費を狙って開発され、
吸気を6ポートにした250ps仕様と、210ps仕様の4ポートシステムが用意されたのです(^^♪
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少し過去に戻りますが20B型ロータリーE/gも(^^)/
 
・トリプルローターを採用 当時夢のロータリーエンジンとも♪
1990年にユーノスコスモ用として開発された、市販車で世界初となる3ローターユニットを開発(^^)
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13B型をベースにハウジングを1つ増やし、排気量は654cc×3
最高出力は当初333psで開発が進められていたのですが
自主規制の関係上 規定内に収まる280ps/6500rpmに
 
 
・次にロータリーエンジンの基本的な構造♪
 
では、基本的な構造について触れたいとおもいます(^^♪
よくあるレシプロE/gは、シリンダー内をピストンが上下することで、
4サイクル 簡単に「吸気、圧縮、燃焼、排気」の工程を行います。
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ロータリーはこの上記の4サイクル方式ではなく、この動きをレシプロE/gではシリンダーにあたるローターハウジング内で、
独特なおにぎり型をしたローターが回転し、同様の工程を行うのです(^^)/

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また、おにぎり型のローターは正三角形を膨らませたような形をしていて、これが回転することで得られる曲線をペリトロコイド曲線と呼びます。
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楕円の様な形ですが、両サイドの真ん中あたりはやや凹んだ形状になっているのが特徴なのです(*'▽')
ローターハウジングはこのペリトロコイド曲線の形に作られていて、中をローターが回り、4サイクルを行っています♪
 
しかし、単純に考えると正三角形を中心の軸でグルグルと回していると、ただの円しか描きませんよね(;´Д`)??
図面で見るとこの三角形が楕円の中を回転するなんて不思議(笑)
 
そこで、独特の動きをさせるために、ローターの中心にはレシプロエンジンのクランクシャフトにあたる「エキセントリックシャフト」と呼ばれるパーツがあるんです!( ̄ー ̄)
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エキセントリックシャフトはローターの中央部分にあり、ローターの中心部分には、エキセントリックシャフトよりも大きな穴が開いて、
穴とエキセントリックシャフトにはそれぞれ歯車のように噛み合うようになっています。

これらがグルグルと回ることで、この独特な軌動を作り出しているんですね~(=゚ω゚)ノ
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この二つは、ローターが1回転するとエキセントリックシャフトは3回転動くように調整されていて、タイミングよく4つのサイクルを行っています♪
 
 
続いて
ロータリーエンジンのメリット♪
 
●軽く凄くコンパクトな設計
 
レシプロエンジンンには、カムシャフトやバルブといった、多くの部品が使用されています。
それに対して、構造的にもシンプルなロータリーエンジンは、同じクラスの出力を出すE/gで比較すると、軽くコンパクト設計になります。
 
●振動が少ない
 
ロータリーE/gは、ローターが回っていることから、うるさいというイメージがあるかもしれませが、ピストンでガンガンついているレシプロエンジンと比べると比較的その振動や音も静かになると言われています(^^♪
私もFCとFDに乗っていましが、ノーマルだと確かにレシプロのエンジン音と言うより、モーター的な音と言う様な表現(^^)
 
●出力が高くなる
 
これは考え方が二つあり、ひとつはE/gの構造上、ローターの回転力は直接出力軸に対して伝わり、レシプロエンジンのようなパワーロス(トルクの変動)が少ないと言う見方。
 
もうひとつは、出力軸が1回転するたびに燃焼回数が2倍の回数となることで、単純に計算上の出力がアップするという事(^^)/
 
●ガソリンの燃焼温度が低い
 
これには、メリットが二つあり、一つはオクタン価の影響を受けにくいというもの。
オクタン価は、ノッキングやガソリンが自己着火しにくいかどうかを表す数値です。
 
燃焼温度が低いということは、自己着火しづらくなり、ノッキングも起こしづらくなるのです。
逆に言えば、オクタン価の低いガソリン(レギュラーガソリンなど)であっても、多少はその環境に耐えられるということになりますよね(^^)
もちろん、ハイオクガソリンを使って質の高い環境を維持することで、最高の状態を維持できるのではないでしょうか(^^♪
 
もうひとつは、NOx(窒素酸化物)の生成が少なくなるという点。
NOxは高温燃焼下で発生しやすくなり、燃焼温度が低いロータリーエンジンでは、発生しにくいというメリットもある様です(^^)
 
窒素酸化物が少ないのであれば、環境面にも配慮がしやすそうですよね。。。
 
が!!
RX-7は排出ガスの規制不適合となり、その姿を消すことになってしまいました。。
 
 
次に
●ロータリーエンジンのデメリット
 
もちろん、ロータリーエンジンはレシプロエンジンと比較すると問題点も。。。
 
●燃費が悪い
 
ロータリーエンジンは、その構造上、燃焼室の表面積が広くなってしまいます。
そのため、熱エネルギーの損失がレシプロエンジンよりも大きくなってしまうのが問題点で、熱エネルギーを運動エネルギーに換える能力が低くなってしまい、低速時のトルクが特に不足してしまう傾向が。
特に、街乗りではたくさん踏み込んで回転数を上げることは少ないため、燃費はどうしても悪くなってしまうという結果・・・です( ̄▽ ̄;)
ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー損失とは、周囲の空気や配管からの吸熱や熱伝導により熱エネルギーが損失することを指します。
車においては、エンジンの出力とならずにロストする熱エネルギーを指し、排気ガスと一緒に失われる排気ガス損失。
ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー
 
●排気の問題
  
ロータリーエンジンには排気のバルブがありません。
排気ポートは調整されるこは無く一気に解放されます。
その結果排気時の騒音は大きくなり、排気ガスの温度も高くなってしまいます。
 
窒素酸化物は少なくなりますが…
メリットでNOx(窒素酸化物)の排出量は少なくなるという点がありましたよね~
でも逆に未燃焼燃料のHC(炭化水素)は増えてしまいます、、、
 
これは、燃焼室が縦長で広い構造をしているがためで、吸気ポートに近い部分での完全燃焼が難しい構造になっているのです(;´Д`)
 
エンジンオイルが燃焼するため、使用量が増える。
ローターハウジング内にも、エンジンオイルが必要な構造になっているロータリーエンジンは、その場で燃焼しやすいこともあり、どうしても消費量が増えます。
そのため、レシプロエンジンよりもエンジンオイルを多く必要とし、メンテナンスに費用が多くかかる事もあります。
 
●ロータリーを積んだ最後のモデル
 
残念ながら1代限りで終わってしまったロータリーエンジンSE3P型 RX-8
マツダはRX-8を生産終了とした理由を詳細には発表していません。
 
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2012年にマツダ RX-8の終焉と共に新車で購入できるロータリーエンジン搭載車は消滅しました
(ノД`)・゜・。
このように、メンテナンスの問題、費用の問題、そして環境への配慮の問題があり、特に環境面のクリアが難しかったようです。
 
今後ロータリーファンとして今後の復活を節に願っていいる方も多いのではないでしょうか?私もその一人です(^^)
 
レシプロエンジン、ロータリーエンジン、どちらにも良し悪しがあり、決してどちらが優れているというわけではなく、お互いがさまざまな世の中の変動、環境問題、
そしてさらに高性能なエンジンを目指し、開発が進められています。

現在では多くのEVの開発が進み、それに伴うインフラ整備♪
これによってEV自動車が増える一方、まだまだガソリンやディーゼルの需要も多いのも事実。
これからも新しいエンジン開発が進められ、ますます素晴らしい製品が世に送り出されることは間違いないでしょうね(^^)/
 
 
今回も長くなりましたが
お付き合いありがとう御座いました。  

2020-02-13 09:23:23 | コメント(0)

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