BMWを代表する 直6 なんて言ったりする直列6気筒エンジンですが、 具体的になにが凄いのですか？ にわかの浅知恵ですが、 「ピストンがそれぞれ120度ずつずれて回転してるから反動を軽減

Question

する措置が必要ない」と聞いたことがあるのですが、それだけでは無いと推測してます。

また 細かい話にすれば、
なぜ120度が凄いのですか？
180度x4気筒や90度x8気筒ではダメだったのでしょうか？

なにせ最近車に興味を持ったもので
考えれば考えるほど疑問が出て来ます。

ですので、今回は
「BMWの直列6気筒エンジンはなぜすごいのか」を主に説明をどうかお願いします

Answer 1

side_chanceさんへ

>直列6気筒エンジン
>なにが凄いのですか？
む、難しいですねぇ。d(^^;)

先ずは、単気筒エンジンを考えてみましょうか。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB:4-Stroke-Engine.gif

ピストンやピストンピン・リング等の質量が往復運動をしますから、必ず反力で振動が生じます。から、クランク軸(ウェブ)に錘を付けて釣り合わせようとします。
と、往復部分は釣り合わせられても、クランク側は回転運動ですから、今度は往復運動部分とは直角な方向に振動する様に成ってしまいます。
だから、100%の釣り合わせは在り得ない、のです。
お解り頂けます? d(^^;)

直列2気筒。
ピストンが交互に上下する180°クランクだと、機械的なバランスは取り易く成りますが、燃焼(俗に言う爆発)の間隔は一定に成りません。一定に成るのは360°クランクですが、両気筒が一緒、同時に上下してしまう構造です。

直列4気筒。
一応、等間隔だし往復方向はバランスに出来ます。けど、ピストンの往復と直角の方向には釣り合いません。

で・・・直6だと、120°毎の間隔だと、これが釣り合うのです。d(^^;)
等間隔燃焼で、且つ完全バランス、なのです。
でも、
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%9B%B4%E5%88%976%E6%B0%97%E7%AD%92
にも図解が無いなぁ。(^^;)
1気筒の上下に対応する他の2気筒が斜め方向に力を発生するので、トータルでバランスする、と言うか・・・。(垂直と水平成分に分けて考え、夫々を釣り合わせる)

但し、同一平面上には収まっていませんので、擂粉木をこねくる様な動き(偶力?)は残ります。し、軽質量ながら動弁系がバランスされていないと言う声も在ります。(カム軸に錘を付ける ?)
又、最大の問題はクランク軸が長く成ってしまう事で、長く成ると言うだけで1次共振周波数が下がって来てしまいます。(共振周波数で動作させ続けると、無策なら確実に疲労破壊する)
大型車向けディーゼルは、過給の進展に伴って排気量と回転限界が丁度良い所に収まっているので、バランス設計や、巨大なバランス錘を後付けにして組み立てねばならないV型はちょっと後退して、今は直6の天下に成っていますネ。d(^^)

20L位のV12だと、たった3400rpm(56.67Hz)位迄、1次共振が下がって来る様です。し、
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%9E%97%E7%BE%A9%E6%AD%A3
が山形のイエローマジックと共同で作り上げたV8は、兎に角、短くする事に注力したので400Hz(単純計算で24000rpm !)以上を達成出来た、と述べられています。

クランク軸は動態解析だと蛇の様にのたうちながら回っている事が明らかに成っていますし、そののたうち回るのをクランクケースでしっかり抑える設計が有効である事も判っています。(上下分割ケースやラダービーム等) から、剛いクランク軸にデザインする事も大事なので、乗用車向けには廃れて来ているのです。

・・・なので、

>BMWの直列6気筒エンジンはなぜすごいのか
と言うより、直6が元々持っている素性が良くて、必ずしもBMWが凄い訳ではありません。し、乗用車向けとしては6気筒も要らない様な状況に徐々に成って来ていますので、出番が減った、と考えるのが適当でしょう。

Answer 2

そもそも６気筒が優れている。
その内容は、他の方が説明されているので。

昔は直６がよく採用されていました。Ｒ３４スカイラインなんかの直６も良く知られていますね。アルテッツァのＲＳは４気筒でしたが、ＡＳ（普通のセダングレード）は直６でしたし。

しかし、６気筒をまっすぐ並べるので全長が長くなり室内空間が犠牲に、なおかつ正面衝突時の安全性の面でも難があったのかな？たしか。
それで、直６に代わってⅤ型６気筒が主流となりました。直６よりも全長も高さも少なくとれ、今の技術であればＶ型でも十分低振動で快適なエンジンに仕上げられるから。

しかし、根本的には直６が優れている事には変わりなく、ずっとＢＭＷが直６を採用し続け、かおかつ低振動でなめらかにエンジンが回る事からＢＭＷの直６エンジンは「シルキー６（シックス）」と言われています。

しかし最近の燃費競争もあり、ＢＭＷも４気筒を採用し始めました。シルキー６が無くなる事はないでしょうが（ブランドイメージもあるので）、採用車種はかなり減るかもしれませんね。
国産ではマツダが、エンジンが重くなりハンドリングに好ましくない事から２５００ｃｃでも４気筒しか作っていませんが（海外向けには６気筒もあるそうだ）、４気筒でも十分に快適だそうです。ＢＭＷは言うまでもなく４気筒でも快適。

もはや直６エンジンは、一部のこだわりある高級車しか採用するメリットがないエンジンでしょうね。

Answer 3

トルク変動の問題です。

上死点と下死点ではピストンの移動方向が反対になるので、トルクが0になります。
１８０度ならすべてのピストンのトルクが０になってしまいます。

ところが、６気筒の１２０度相違なら、どれか一つは燃焼行程になっていますからスムーズなのです。
吸入行程⇒圧縮行程⇒膨張行程⇒排気行程

じゃあ３気筒も同じじゃないの？
４サイクルエンジンはすべての行程が終了するのが７２０度で終了しますから、燃焼行程のないタイムが有りますので、０トルクが存在しています。

１２気筒は？エンジンの長さが長くなるのでロングノーズになって、運転席が後ろのほうになって後部座席やトランクルームが犠牲に。

Ｖ型は？コンパクトなんだけど、エンジン重量が重くなるので、同じ馬力＆トルクなら、燃費、加速などに影響がでます。


後は営業トークですよ。いかにも自社の考え方が一番ですよって謳うことで、他社よりも優れているから買ってよ～～。