車のエンジンの仕組みについて。シングルプレーンとダブルプレーンの差。 500枚

Question

自動車のエンジンの構造についての質問。

クランクシャフトの構造。

シングルプレーン と ダブルプレーン の仕組みの差。 特徴の差。

シングルプレーンのエンジンが、高出力が出やすい理由。 ダブルプレーンが振動の少ない理由。

なんとなくわかってはいるんですが、人には説明できない。


現在のV８はほとんど、フェラーリくらい？ 以外は市販車はほとんどがダブルプレーン。


フェラーリ430はシングルプレーンだが、 よく同じエンジンといわれている（ブロックだけ？） ﾏｾﾗﾃｨ のV8やアルファロメオ８Cのエンジンは ダブルプレーン。

この差はやはり大きいのだろうか。 レーシングエンジンはもちろんシングルプレーンと聞く。

わかりやすく教えたください。

Answer 1

おおざっぱに言いますと
シングルプレーン：
片方のバンク内で排気のバランスが良いが、
エンジン全体としては振動バランスが悪い。

ダブルプレーン：
片方のバンク内では排気バランスが取れていないが
エンジン全体としては振動バランスが良い。


シングルプレーンで出力が出やすい理由は、
片方のバンク4気筒が等間隔に爆発するため
排気脈動/圧力変化が等間隔に揃えることができるからです。
（だからフェラーリのV8だけは音が違います）


また、シングルプレーンの方が振動が大きくなる理由は
簡単に言うと4気筒エンジンの2倍の2次偶力が発生するからです。
ダブルプレーンはそれぞれのバンクで発生する2次偶力が、うまくずれます。


もう少し詳しく説明しますと

・エンジンの一つの気筒でみると、
振動は燃焼による上下方向の力だけでなく
回転によって横斜め方向も含め複雑に発生する

・燃焼していない時も回転による慣性力が発生している

・これら複雑に発生する力をうまくバランスさせて
振動が少なくなるように気筒の配置や燃焼順序を決めている

このような条件から、振動が少ないのはダブルプレーンになります。


以上のような理由から、
市販車のV8は振動・騒音を重視してダブルプレーンクランクが多く
（そのため排気音はドロドロとしたものが多い）

一方でレーシングエンジンは出力（排気系の自由度の高さ）を重視して
シングルプレーンクランクが多いのです。

質問者からのお礼コメント

すばらしい。 わかりやすく 詳しく説明いただき ありがとうございました。 ちなみにもう一つのアメ車エンジンについての質問にもぜひ回答いただけないでしょうか。