Vツインエンジンについて

質問

教えて下さい。
ハーレーの様なVツインエンジンと、BMWの様なVツインエンジン。

(1)：縦型と横型のVツインエンジンのメリットデメリット
(2)：ハーレーの様なエンジンが縦型？
(3)：そもそも、Vツインにする意味ってあるんですか？
　　例えば、250CCでもVツインがありますが、エンジンは1個で十分じ　　ゃないんでしょうか？

最近、疑問で疑問仕方ありません。
どなたか分かりやすく教えて下さい。
よろしくお願いします。

回答No.1

mendokusa · ベストアンサー

1　縦:細く長く　横:広く短く　出来ます。
2　ハーレーは縦
3　ビッグシングルはパワーや振動に問題があります。

お礼

ありがとうございました。

回答No.9

oi_kitarou

回答No8の方へ。

ほんとんどのオートバイのエンジンはクランクシャフト１本だと思いますが・・・
例外として（市販車で）代表的なのはRZV500とかRG400/500Γあたりでしょうか。
(これらはクランクシャフト２本です)
そういえば以前のGP500クラスでV4エンジンが主流の頃、ホンダの１軸（クランク１本）とヤマハスズキの２軸（クランク２本）の優位性について、某レース系雑誌で議論されてましたね～。

あ、揚げ足取りみたいになってしまってすみません(^^;)

回答No.8

futa1963

他の回答者さんと重複してしまう部分もありましょうが、書かせて頂きます。
（重複してる部分は流してね）

ハーレーのエンジンって独特なんですよね。
あれって一本のクランクシャフトでやってるんです。
実際の図なんかを示しながらお話できればいいんですけど、、、
（NO.6さんの図を参照してください）

BMWはＶ型ではなく「水平フラット」って形状ですね。
（挙げ足とりしてるわけではありませんので、ご了承の程を）

並列の二気筒。。。
この「二気筒」を並列にしないで鋭角の角度をつけて広げたのが「Ｖ型」
さらに広げて９０度にしたのが「Ｌ型」（ドカティとかね）
そんで更に広げて「水平」にしちゃったのが「水平対向型」（ＢＭＷとかね）って感じなんです。

いずれにしてもこれらは「クランクシャフト」が２本なんですけど、ハーレーの場合この２本を一本にまとめちゃってるんです。

縦置き横置きについては他の方が解説してるのでお解りでしょうから話省きますね。

この「並列（パラレル）」「Ｖ」「Ｌ」「水平」それぞれにメリットとデメリットがあります。
縦、横においてもそれぞれにメリット、デメリットがあります。

それぞれをお話するともんのすごく長くなるので、順番に簡単に説明しておきます。

＞(1)：縦型と横型のVツインエンジンのメリットデメリット＜
これは単純に「エンジン」を車体に乗せた時に「縦」だと「車体の長さ」を短く出来る＝「横」だとこの逆ね。
「横」だと「車体幅」を短く出来る＝「縦」だとこの逆です。

そして「動力」の伝達方法として、、、
「横」だと「クランクシャフト」が回る方向と車輪の回る方向が「同じ」ですよね？それだけに「余計な伝達装置」がいらない＝軽量化、単純化することが出来ます。
「単純な機能」ならばコストも安い、メンテも「楽」、単純であるが故に「トラブル」も少ない。。。
逆に「縦」だと回転方向が９０度ちがうので、これをわざわざ「変換」させる機能をつけなければならず、そう、お解りになりますよね？
（余計なもの付けるが故に、コスト高、トラブル、などなど）

そして、なにより、、、
「同方向に回る動力伝達」より「９０度変換させて回る動力伝達」の方が「無駄」が出てしまうんです。。。
「動力の伝達」が「９０度方向変換」させられたのでは「無駄」がどうしても「出て」しまうんです。。。
（悲しいかなこればっかりはどうにもならないようです）

＞(2)：ハーレーの様なエンジンが縦型？＜
これは「横」ですね。
（他の方が解説済みですね）

＞(3)：そもそも、Vツインにする意味ってあるんですか？＜
同じ二気筒の「並列」に比べて「エンジン」そのものの「高さ」を「低く出来る」って事でしょうね。
「エンジン」そのものの「高さ」が「より低い」であれば、それだけバイク車体の「重心点」を「より下」に出来るワケです。
単純に「重いモノ」が「上」にあるより「より下」になっていた方がバイクの場合、同じ「車重」でも「扱い易く」なるでしょ？
ハーレーが「同じ車重」の「他車種」に比べて「取りまわし」なんかが「なんとなく楽」なのはこれが理由なんです。

＞　例えば、250CCでもVツインがありますが、エンジンは1個で十分じ　　ゃないんでしょうか？＜
確かにをそんな気もしますよね？
けど「エンジン」って同じ排気量なら「より多気筒」の方が「抵抗なく」素直に回るんです。
素直な分「出力」も得られるんです。
でも、あんまり「多く」しちゃうと「複雑」で「重量」も嵩みます。
でも、そのかわり「多気筒」なら、その分「出力」は得られます。
んでも、「多気筒」にして「出力」得ても、その分「重く」なっちゃうと、この「重さ」に「折角の出力」が「喰われて」しまいます。
（ここは「釣り合い」ですね）

２５０ｃｃにおいて「単」と「２」として考えた場合、、、
エンジンは回っている最中、常に同じ力を出してません。
「出力」安定してないんです。
つまり「ガタガタ」してるんです。
（４スト、２ストの話は省略。。。）
（「爆発」の時と「フライホイール」の話も割愛）
単気筒だとこれが顕著に「現れて」しまうんです。

そこで「二気筒」にして「片一方が力出してない」ときに「片一方が力出してる」って構造にして「より安定」した「出力」を得ようとしてるのが「二気筒」なんです。。。
確かに、２５０ｃｃなら「単気筒」でも十分なんですけど、、、
車体の大きさなんかにより「二気筒」にした方が（しないと）「より安定」を得られる方が「より良い」って部分もあります。

そして、単純に「単気筒」と「二気筒」を比べた場合「振動」の出方も違います。
これを「打ち消し合う」、、、
（これはＮＯ．７さんの解説通りなので割愛）
（その他、冷却効果や部品点数の話も割愛してます）

じゃあ何で「ハーレー」の振動はすげぇの？
これは、先にも書いたように「クランクシャフト」が一本に纏められているからなんです。。。
単純に言っちゃうと「単気筒」の「ピストン」を「二つに分離」しただけなんです。
それが「ハーレー」のエンジンなんです。
「ハーレー」以外の「Ｖ型」は「並列」に「角度」を付けて「広げている」と考えてください。
（これは上記の通り）

「一本に纏めるメリットは？」
構造が単純に出来る、フライホイールが一個で済む、軽量化出来る、、、などなどです。
独特な「振動」もコレゆえのモノですね。
（いいか悪いかは別にしてね）

ハーレーも車種により「バランサー」を組み込んで（ソフテイル系）振動を「消してる」車種なんかもあります。

バイクは、全てに於いて「バランス」が大事なんです。
「単気筒」で「いい」場合も「ダメ」な場合もあります。
「安定出力」を求めなくては「ならない」場合も「なくてもいい」場合もあります。
この「場合」ってのは「排気量」「車体」なんかの「釣り合い」を考えて作製されてるんです。
それぞれのバイクに「見合った」「釣り合った」エンジン排気量と「エンジン構造」になってるんです。
これは「排気量ありき」でもあり「車体ありき」でもあります。
（ま、両方って事ねｗ）

だってさぁ、スーパーカブにハーレーのエンジン載せて走る事出来る？
（載せられたとしてですよｗ実際には無理ｗ）
１００馬力のスーパーカブなんて乗れないよね？
（あったとしたらですよｗ）

全体のバランスを考えて設計作製されてるのがバイクなんですね。
「意味が無い」なんて事はありません。
メーカーは阿呆ではありません。
無駄や意味無いものなんか付けたり、作ったりしませんもんね。。。

回答No.7

noname#114356

技術的な詳しいことは、分かりやすい回答がなされているので、ちょっと違う観点から一言申し上げます。

やはり乗ってみることは重要と存じます。BMWの縦置き水平対向エンジン＋ドライブシャフトは、旋回するときに絶大な効果を発揮します。「魔女のほうきに乗ったよう」などと形容しますが、実に安定してのりやすい。似た形式の縦置きVツインのモトグッツィは、若干乗り味が違います。

対して横置きVツインのハーレーは、エンジンの鼓動がまるで生き物のようです。独特の排気音を聞いているだけで、何となくココロが盛り上がってくるようで、すごい演出効果だと思います。単気筒だとこの鼓動感は生まれないでしょうね。

ハーレーとBMWが戦場で対峙した例があります。第二次大戦時のアフリカ戦線ですね。連合軍が枢軸国を最終的には圧倒したのですが、バイクに限っては故障が多い米ハーレーに対し、独BMWはタフで、大きなアドバンテージを示したようです。こうした観点から見るのも面白いですね

お礼

画像まで貼って頂きありがとうございました。
にしても、すごい写真ですね・・・

回答No.6

oi-c

２気筒のメリット（単気筒に比べて)
・振動が小さくできる
・スムーズに回せる
・高回転まで回りやすい→高出力を出せる
・同排気量の単気筒より背の低いエンジンが作れる
・１気筒死んでも走れる

嘘か本当か知りませんが、ハーレーが２気筒化したのは、最後の理由によるものだと読んだことがあります。単気筒車のメカトラブルで泣いた事のない人にはピンと来ないかもしれませんが、重要な事だと思います。

４stエンジンは、吸入→圧縮→爆発→排気という４つの行程で成り立っています。そのうち力が生まれるのは、爆発の行程だけです。残りの行程では力が生まれていないだけでなく吸気や圧縮の抵抗もあります。これらの行程に必要なエネルギーは、爆発で生まれた力で回したはずみクルマの勢いを食い潰すことで賄われています。勢いが付くのは４分の１の行程のみという非常にアンバランスな回り方をしています。
これが２気筒エンジンになると、爆発のタイミングをずらすことで勢いのつくゾーンを広くすることができるので、単気筒エンジンよりスムーズに回すことが可能です。
乱暴ですが、自転車を片足だけで漕ぐのが単気筒、両足で漕ぐのが２気筒　とイメージすると解り易いでしょうか。

エンジンの振動は、いろいろな物から発生しますが、とりあえずピストンについてだけ考えてみましょう。
大きく重い物が往復運動すると振動が生まれます。単気筒エンジンの場合、大きな一つのピストンによる大きな往復運動の振動です。２気筒になると、ピストンが小さく軽くなります。往復距離も小さくなります。爆発のタイミングが違えば、振動の波も分散されることになります。つまり、エンジン全体の振動を、単気筒より小さく細かい波にすることが可能です。スムーズに回り、高回転まで回しやすく、高出力なエンジンの設計が可能です。

さらに、やり方次第では、二つのピストンの振動を打ち消しあうことも可能です。
解り易い例は、シリンダーが180°開いたBMWの水平対向２気筒エンジンです。左右対称に配置された２つのピストンが、運動も対称におこなうので、振動が生じないのです。理論的に１次振動がないエンジンと言います。これ以外にも、ドカティやVT系などの９０°ツインも１次振動の出ないレイアウトとして知られています。
（※バイクのエンジンは1次振動いがいの振動も生じているので、1次振動がなくても、無振動のエンジンにはなりません）
（※実際には、BMWの水平対向エンジンは、左右対称でなくちょっとずれています。）
（※クランク側でタイミングを調整することで、2つのシリンダーの間が180°や90°でなくても1次振動をなくす技術もあります）

「並列2気筒（横置き）」と「V型（水平対向も含む）」の違い
並列2気筒は、
・2つのシリンダーで部品の共用や一体性成形がしやすいので、部品点数が少ない、軽く作りやすい
・2つのシリンダーに同じように風が当たるので、同じ調子に揃えやすい。熱的な問題がわかりやすい
・幅が広い
・コンロッドのクランクシャフトへの取り付け位置がシリンダーの幅分離れているので、1次振動の振動の打ち消しあいができない

V型だと、
・部品点数が多い。普通に作ると重くなりがち
・振動を制御しやすい
横置きV2
・スリム（特にハーレーは、コンロッドの構造に工夫があって、前気筒と後にズレが無いのでスリムです）
・前気筒と後では風の当たり方が違うので、同調が難しい
縦置きV2
・冷却のバランスがよい
・ジャイロ効果で直進性がよい（ツアラー向き）
・ハンドリングに癖が出やすい

みたいな感じですかね？
ハーレーの場合は、上記の理由と、心地よい振動と音のためでしょうか？
単気筒であの排気量だと、とんでもなくシリンダーの高いエンジンになるし、燃焼室がデカすぎて燃焼も難しそうですね。

お礼

とても詳しい説明ありがとうございました。
大変参考になりました。
しかし、お詳しいですね。
（自分が素人なだけか・・・）

回答No.5

lowrider_2005

エンジン形式で「縦か横か」の判断はクランクシャフトの向きで行います。シャフトが前後に通っていれば縦。したがってハーレーは「横Vツイン」です。（シリンダー配置で縦とする場合もありますがこれは邪道。V8になったらなんて呼ぶ？）

縦横の違いはもちろん車体全体の設計思想によるのですが、おもにスペースの都合とか乗り味や求めるパワーから決められます。クランクシャフトという非常に重い部品が高速で回転するわけですから、相当のジャイロ効果が発生します。これを縦に置くか横に置くかはかなり乗り味に影響します。
縦にした場合は左右で曲がり方が違う場合もあります。これを打ち消すために縦置きだけどクランクシャフトを2本に分けて逆回転させているエンジンもあります。

シリンダーの気筒数、配置などはちゃんとした意味があります。また一口にVツインといってもそのシリンダーの角度やクランクピンの角度、爆発間隔によって別の性格にもなります。この辺りはここで説明し切れるものではありませんので、書籍やネットで研究してみてください。

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/V型エンジン

お礼

URLを拝見させて頂きました。
Vツインにも意味はあったんですね（当り前か・・・）
ありがとうございました。

回答No.4

nourider

縦横とはクランク軸の方向を基準に言うので、ハーレーは横になります。
BMWはVではなく水平対抗ですね。
戦前はオートバイというのはサイドカーがついている状態が多かったので、水平対抗型が好まれたわけです。日本語でオートバイの事を（オートバイという言葉自体も日本語ですが）単車というのも、サイドカーのついていない単一状態の２輪車ということで、単車といいます。

同じ気筒数ならVツインのほうが横幅を狭くできる（モトグッチは別ですね）ので、サイドカーをつけないオートバイには有利なわけです。

気筒数を増やすのは戦後日本のメーカーがやりだしたことで、欧州の評論家は日本製オートバイの多気筒エンジン（レース用には１２５cc５気筒なんてのもあった）を評して「時計細工のように精密な」というくらいでした。
なぜ多気筒にするのかというと、同じ燃料で同じ燃焼速度ならシリンダーが小さい方が高回転にできるわけで、高回転高出力エンジンをつくりたくて多気筒になるのです。

お礼

貴重な情報、ありがとうございました。

回答No.3

hasire750

＞(2)：ハーレーの様なエンジンが縦型？
横置きです。
縦置きはモトグッチみたないエンジンです。（国内ではGL400/GL500　生産中止モデル）

お礼

ありがとうございました。

回答No.2

Kirishima

そのエンジンの目的によって違うと思います。
単純に、回転運動というエネルギーを取り出すだけなら、
単気筒でもいいわけですが、
パワーとか、振動の軽減とかを考えると、気筒数を増やした方がよくなります。
コストや複雑さに由来するメンテナンスの大変さなどとのトレードオフもあります。
そして、車やオートバイのようなものになってくると、そのエンジンの振動や音、出力特性までが「味」として評価されるようになります。
「味」となると数字で比較するものではなくなりますので、
好みの問題ですから、まちまちのエンジン形式のものがあるという形になります。
同じＶツインでもはさみ角やボア×ストロークの違いによってもキャラクターが変わってきます。

お礼

なるほど。
とても分かりやすい説明ですね。
ありがとうございました。