エンジンの回転ムラを抑える「回転変動率」とは？

エンジンの回転ムラを抑える「回転変動率」とは？

回転変動率：エンジンの安定性を示す指標

-# 回転変動率エンジンの安定性を示す指標

エンジンは、常に一定の回転数で動いているわけではありません。アクセルを踏んだり、ブレーキを踏んだり、あるいは走行状況の変化によって、エンジンの回転数は常に変動しています。この回転数の変動の大きさを表す指標が「回転変動率」です。

回転変動率が大きいエンジンは、回転数が不安定で、振動や騒音が発生しやすくなります。逆に、回転変動率が小さいエンジンは、回転数が安定しており、スムーズで静かな運転を実現できます。

回転変動率は、エンジンの性能を評価する上で重要な指標の一つです。特に、自動車やバイクなど、乗り心地や快適性が求められる乗り物においては、回転変動率の低減が重要な課題となっています。

レシプロエンジンの宿命「回転ムラ」

自動車の心臓部であるエンジン。その中でも、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンといったレシプロエンジンは、ピストンの往復運動を回転運動に変換することで車を走らせる力を生み出しています。しかし、このレシプロエンジンの構造上、どうしても避けられないのが「回転ムラ」です。

レシプロエンジンは、ピストンが上下することでクランクシャフトを回転させていますが、ピストンの速度は常に一定ではありません。上死点と下死点では速度がゼロになり、その間で加速と減速を繰り返しています。このピストンの速度変化が、クランクシャフトの回転速度のムラ、すなわち「回転ムラ」を生み出す原因となるのです。

回転変動率はどうやって計算される？

回転変動率は、エンジン回転のムラを数値で表したものです。 具体的には、エンジンのクランクシャフトの回転速度の変動幅を、平均回転速度で割ることで算出されます。

例えば、エンジンの平均回転速度が1,000rpmで、回転速度の変動幅が50rpmだった場合、回転変動率は5%となります。回転変動率が小さいほど、エンジンの回転はスムーズで、振動や騒音が少なくなる傾向にあります。

フライホイール：回転ムラを抑える縁の下の力持ち

エンジンは、ピストンの上下運動を回転運動に変換して動力を生み出しています。しかし、この過程でどうしても回転速度にムラ（回転変動）が生じてしまいます。 回転変動が大きくなると、振動や騒音が発生し、最悪の場合はエンジン破損に繋がる可能性も。そこで活躍するのが「フライホイール」です。

フライホイールは、エンジン後部に搭載された巨大な円盤状の部品です。 大きな慣性モーメントを持つフライホイールは、回転速度の変化を抑える効果があります。回転速度が上昇すると、フライホイールはエネルギーを蓄積し、逆に回転速度が低下すると、蓄積したエネルギーを放出することで、回転速度の変化を抑制します。

フライホイールは、エンジン回転を滑らかに保ち、振動や騒音を低減するだけでなく、燃費向上にも貢献しています。縁の下の力持ちとして、快適なドライブを支えているのです。

シリンダー数と回転変動率の関係

エンジン回転の滑らかさを示す指標のひとつに「回転変動率」があります。回転変動率は、エンジンの回転速度の変動幅を表し、数値が小さいほど回転が安定していることを示します。 この回転変動率は、エンジンのシリンダー数と密接な関係があります。

一般的に、シリンダー数が多いエンジンは、回転変動率が小さくなる傾向があります。これは、シリンダー数が多いほど、クランクシャフトが1回転する間に発生する爆発回数が増え、回転運動に変換される力がより連続的になるためです。 例えば、4気筒エンジンよりも6気筒、6気筒よりも8気筒エンジンのほうが、回転変動率は小さくなり、スムーズな回転を得やすくなります。

回転変動率が小さいエンジンは、振動が少なく静かで快適な乗り心地を提供します。 そのため、高級車やスポーツカーなど、高い静粛性や滑らかな加速が求められる車種では、多気筒エンジンが採用されることが多いのです。