トラクション確保のための位相クランク
というと、パラツインの270°クランクエンジンが思い付く。
この位相クランクエンジンは1995年のTRX850で登場したのが最初。
当時、TRXのエンジン開発秘話が雑誌に紹介されていたけど、前身のXTZやTDMの360°クランクエンジンを使ったパリダカレーサーの駆動力が不足していたのを、クランクを位相にしてやると飛躍的に駆動力が高まったというのを話として聞いた覚えがある。
グリップの足らない砂地で飛躍的に駆動力が高まる、、、これは、アスファルトの上でも有効ではないか？という発想の元に、TRXで市販車として初めてデビューしたという話だ。
TRX850デビューの際には270°クランクによる高トラクション性能、そしてドゥカティのような不均等間隔での迫力ある排気音というのが雑誌インプレを賑わせていたのだが、これ以来、パワーのあるツインといえば270°クランクというのが定番というか、最適解だという考え方が広く浸透してきている。
ただ、270°位相クランクパラツインというと、爆発間隔は不均等でトラクションが掴みやすいのかも知れないが、機械として高回転高出力を狙うという視点から見ると、機構上のアンバランスは確実にネガとなる。発生する振動を打ち消して高回転化を望もうとすればバランサーが不可欠であり、そのための駆動ロスとはトレードオフとなるのも事実である。回転系のバランスを維持するという前提から考えれば、パラツインならば180°クランクだろうし、振動を打ち消した上に、更に高回転を望もうとすればクランク部分を限りなくコンパクトに出来る90°Ｖツインというのがベストとなるだろう。
爆発間隔が不均等というのは、エンジンの高回転化という視点からみると等間隔爆発に勝る事もないというのも事実だろう。
そのように考えると、パラツイン＝270°位相クランクという考え方が必ずしも正解とも限らないように見える。
ところで、ヤマハでは270°位相クランクというと、ツインに限らずクロスプレーンコンセプトと名打った宣伝が有名だけど、このクロスプレーンというのは、最初は良く理解出来なかったけど、クランクシャフトを取り外して寝かせると、中心軸が一枚の板に完全に接するように寝かせておく事が出来るか否かということ。寝かせて置ければフラットプレーン、クランクピンが気筒間で90°のズレがあれば、寝かせて置けない訳だ。クランクシャフトとクランクピンが作る平面が一枚ではない場合がクロスプレーンという考え方。
この位相クランク＝クロスプレーンだけど、これは2気筒だけでなく4気筒でもデザインしうるもの。このクロスプレーン型エンジンを採用したレーサーで有名なのがYZR-M1というヤマハのMotoGPレーサーだ。レーサーにおけるマルチエンジンでは、クランクシャフトの位相角の違いよりも爆発間隔に着目した分類訳の方が多い。具体的には、同爆エンジンか否か、言い方を変えればスクリーマーエンジン、ビッグバンエンジンの違いということ。
このスクリーマー、ビッグバンという言葉が生まれたのはMotoGPの前身、500GPのNSRが活躍していた時代迄遡る事が出来る。軽量な車体にピーキーで高出力のエンジンということで電子制御の無い時代に、グリップの確保に四苦八苦していた時代に、高回転高出力の完成形としていたスクリーマーエンジンにトラクション重視させる選択肢として登場したのがビッグバンエンジンということ。
実際、トラクションが掴みやすいビッグバンエンジンが広まったのは事実であるが、2stのGP500の最後は、再びスクリーマーエンジンに戻っている。この戻った理由は諸説あるが、爆発間隔を機構的に作り上げると、その特徴は全域で機能を発揮するが、このトラクション云々の部分が全域で有利な訳ではない。トラクション云々ではなくトップエンドの領域では絶対パワーこそが正義であるのも事実。その面では機構的にスクリーマーエンジンには適わない。電子制御によるパワーデリバリーが可能となることで、必要な時にパワーを間引く事でトラクションが得られるようになったというのが最大の理由かも知れない。
最近のMotoGPでは、ヤマハ機のライダーからパワー不足を訴える声が少なくないけど、最大の理由は、電子制御が未熟な数年前では有利だったクロスプレーンによる機構的な優れたトラクション特性が有利だったのが、近年では電子制御の進歩によるパワーデリバリーの高度化が進むと、トップエンド域におけるパワー不足が問題として露呈し始めていると言えなくもない。
パラツイン、270°位相クランクのトラクション性能という文言で、多くのファンを獲得している位相クランクだけど、エンジンという動力源として考えると、如何に不等間隔爆発で優れたトラクションを得るといっても、結果として振動が発生するような構成というのは大きなデメリットである事には違いない。効率＝トルク×回転数ならば、回転上昇を阻害する振動を発生させない方法で爆発間隔を調整する方が、個人的にはスマートに見える。そういう面では、同じ爆発間隔ならば270°位相クランクのパラツインよりも90°Ｖツインの方が合理的なように感じる。
マルチエンジンでも、本来が高回転高出力化のための多気筒化エンジンという事を考えれば、回転上昇面から考えればクロスプレーンによる不等間隔爆発よりも、所謂、等間隔爆発のスクリーマーエンジンの方に合理性を感じる。扱いきれないパワーデリバリーについては、今の時代ならば電子制御で対応すれば事足りるモノ。競技車輌の世界において、有り余る出力は制御でカットすれば済む事だけど、本質的に不足している出力は制御で上乗せする事は不可能。そのように考えてしまう。
四輪の世界においてもファンが多いのが振動バランスの良いエンジン。例えば、六気筒ならば、1-6、2-5、3-4で120°ずつの位相角を設ける事で等間隔爆発、そして一次振動、二次振動、偶力振動をバランスさせた直六エンジンにファンが多い。Ｖ型エンジンでは同じ理屈でＶ12のエンジンも理論上ゼロ振動で、かつてはフラッグシップモデルであるスーパーカーや高級車に多く用いられてきた。
理屈の上で振動が発生する場合であっても、気筒配置、クランク角に応じて適切なバランスシャフトを設ける事で振動はキャンセルする事が可能ではあるが、バランスシャフトを駆動するという手間とロスは免れない。これが不要で振動が抑えられているのであれば、それが効率面から考えればベストな選択なのだろう。
市販車の世界を見ると、四輪では電動化に伴い内燃機関のダウンスケール化が進んでいる。そうなれば、理論的に振動が抑えられるような気筒配置のエンジンは無くなる方向。基本的に気筒数が少なくなる方向で進んでおり、高級車であってもエンジン部分は1.5Lの三気筒、、、、そんな時代になるかもしれない。
エンジンという往復動を回転運動に変えて動力を取り出す機関、基本的には振動ゼロを追求して生まれたモノというのが、個人的には一番合理的だと思うし、それが好きだ。
四輪なら気筒数が多い方が好み。同じ気筒数ならば振動が少ない方が好み。
四輪ならV12＞V8＞直6＞V6＞直4･････って感じ。
ただ、二輪の場合は少し違う。二輪の場合は、とにかく、タイトでレスポンス重視。選ぶ事が可能なら2ストロークがベスト。4ストロークならば、幅が狭く、レスポンスが重視ということで、ツインでもマルチでもV型エンジンの方が好き。並列エンジンなら位相クランクよりも通常の所謂フラットプレーン型のエンジン。
今後、こういうタイプのエンジンは二輪、四輪とも新たに登場する可能性は高く無さそう。
唯一というと、マツダがラージ系FRモデルで登場をアナウンスしている直6のガソリン、ディーゼルエンジン。あれは結構楽しみ。
直6エンジンというと、S130のL28改3.1ターボ付き、初代ソアラの5M改3Lターボ付きを運転した事があるけど、迫力あるパワーと反して低振動で迫力のある排気音は忘れられないし、1G-G搭載のセリカXX、RB20E搭載のR33スカイラインを少し運転した事があるけど、パワーは無いけどウルトラスムーズで緻密な回転感を演出するエンジンは深く記憶に残っている。実際、四輪で実際に欲しい車というと、S150系クラウンセダンとか、アルテッツァジータ、R33スカイラインセダン辺りも気になる一台。