ホントに水平対向エンジンは動力性能に優れている？

Question

スバルやポルシェで生産している水平対向エンジンは動力性能に優れるという記事を読みました。そうだとしたらなぜ他社は採用しないのかということになりますが、現在のエンジンにおいてもホントに動力性能に優れていると思いますか？ また、エンジンスペースやボディスタイル、開発費などの条件がすべてクリアになったとすると、他社の多くも水平対向エンジンを採用したいと思っているでしょうか？ ちなみに以前スバルの水平対向エンジン車両に乗っていました。そのときには特に動力性能に優れているとは思えませんでした。エンジン音もうるさかったですし。個人的には他社ライバル車のほうがエンジンもスムーズに回り乗りやすかったです。

Answer 1

ここでは，下記の順番に説明いたします。

(1) 富士重工が水平対向を採用した理由
(2) 他社が採用しない理由
(3) 富士重工が水平対向を採用し続ける理由

●どうしてスバル1000に水平対向エンジンを選んだのか？
富士重工は不思議な会社で，このあたりの開発経緯が書籍として発表されています。このいくつかの文献によると次の要因がありました

★背景
VW（フォルクスワーゲン）をよく模倣したスバル360というクルマが成功しました。富士重はその成功要因と課題を次のように分析しました

◆成功要因
・車室内スペースを大きくする
・軽い
・登坂性能が良い … 前後重量配分でリヤヘビー （RR駆動のため）

◆課題
・トランクスペースが狭い … RRでは，フロントのエリアが狭い

こうして次の戦略をつくりました

◆戦略
・FF駆動にして，車室内スペース（プロペラシャフトがない）とトランクスペースを稼ぐ

しかし下記の課題がありました。

(1) 横置きエンジンでは，左右のドライブシャフト長さが異なるレイアウトになり，トルクステアをおこす
(2) 旋回輪が駆動輪であるためには，正確な等速ジョイントが必要
(3) FF駆動では，後輪荷重が少ないため，登坂性能が低下

これらの課題のため，縦置きの水平対向エンジンを選んだのです。

(1) トルクステア … 左右等長なのでおきない
(2) 等速ジョイント … 現在のNTNとバーフィールドジョイントを開発(世界初)
(3) 登坂性能 … フロントオーバーハングにエンジン重心が来るようにして，前輪荷重を大きくする

～ つまり水平対向エンジンが良いから選んだのではなく，いろいろな課題を解決できるからやむなく選ばれたのです

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●水平対向エンジンの課題は？
下記5つです。

(1) 冷却損失が大きい
(2) 弁のメカニズムがむずかしい
(3) 潤滑が偏る
(4) 排気系レイアウトがむずかしい
(5) 重心を低くしにくい

●冷却損失
燃料の約1/3は冷却損失としてムダになります。水平対向エンジンでは，エンジン幅が制約されるため，ボアが大きくストロークが短い形状になります。このため燃焼前の燃焼室形状は，平らになり，燃焼室容積に対して表面積が大きい（S/V比が大きい）ことになります。このため燃焼して得られた熱が広い燃焼室表面積から冷却系に逃げていきます。このため燃費を重視するエンジンは，ほとんどすべてロング・ストロークエンジンです。
富士重でも，最新のFB20エンジンでは，富士重で初めてロング・ストロークエンジンになりました

●弁配置
弁駆動は，サイドバルブ→OHV→SOHC→DOHC→VVT→排気系もVVTというふうに進化してきました。しかしOHC化やVVT化が遅かったのは水平対向です。これはエンジン幅の制約のため，気筒上（水平対向なので，左右）に複雑な弁機構が設けられなかったためです

●潤滑
V型エンジンも多少，ピストン周囲での潤滑が不均一ですが，水平対向になると，下面と上面の潤滑がまったく異なるため，つねに多めの潤滑量を確保する必要があります

●排気系レイアウト
ボボボという水平対向らしい音は，排気系レイアウトがうまくできなくて不等長のため，発生していました。これはこれで味があるという評価もありますが，排気系の干渉などを考えると，等長が好ましく，最近は等長になっています。
この排気系レイアウトがうまくできないと，その分，エンジン重心（クランク位置）が高くなり，良いことはありません

●重心
今回のレガシィから補機や変速機をふくめた重心が低くなりました。しかしそれまでは，カタログに「エンジン単体の重心が低い」とわざわざ書かれていました。つまりエンジンそのものはたいへん低い重心なのですが，補機や変速機のレイアウトがうまくいかないと先代のレガシィのように，とんでもない高さのところをプロペラシャフトが通ることになってしまうのです

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●どうして富士重はやめないのか？
じつは日産の子会社の時代，日産のVQエンジンを使うよう指導されました。しかしそれに抵抗しました。結局，クルマの機能が向上し，クルマを選ぶ基準が「高機能」ではなく，「個性」になってきました。そうなると，水平対向は「高い記号性」をもつため，今後も使い続けることになるでしょう。
同様にポルシェも水平対向とRR駆動（リヤエンジン，後輪駆動）にこだわりをもっています。

現在の自動車は，どれも高い性能をもっていて，ふつうに使うためには，十分です。たとえば10年前には，高級車しかなかった衝突警報装置が，軽自動車に装着し，しかも自動ブレーキ付きです。つまり機能で選ぶ時代は終わったのです。現在の商品の選択基準は，「機能」ではなく，「個性」です。

簡単ですが，ご参考になれば幸いです。

質問者からのお礼コメント

非常に詳しいご回答をありがとうございました。よく分かりました。
それから他の皆様もありがとうございました。大変参考になりました。

Answer 2

二輪では水平対向エンジンを製造しているBMW,HONNDAも
四輪では製造していませんし、なにより発明したのはBENZですよ。
ハイブリットから電気自動車に移ろうという時代に他社が採用することは
ないでしょうし、何処でも採用したら個性が無くなってしまいます。
スバルにしても水平対向の性能が実感できたのは初期の
スバル1000からレオーネあたりまでです。

Answer 3

ＯＨＶエンジンの頃は、コンパクトで良かったの
リアエンジンなら車幅を気にせずに搭載出来ますが、
フロントエンジンの場合、幅が広い事が欠点ですね。
省エネ、コストで量産車向きじゃありません。
振動面で今のエンジンを半分にした水平対向2気筒なら
リッターカーエンジンで面白いかも知れません。

Answer 4

水平対向は整備性に難が有ります。
何か有ると、まずエンジン下ろしから始まります。
それに製作費用も直列よりかかります。DOHCを作る時、直列なら2本のカムシャフトですが水平対向なら4本必要です。
ポルシェ911が長い間SOHCだったのもこれが原因と思います。

Answer 5

水平対向エンジンは動力性能に優れている？・・・

そんなことはない
普通です
水平対向は搭載に適した車種に積むかどうかだけの問題
形状が全て
直４より水平対向４が優れてるわけではない
コストや横幅や重量でデメリットも目立つ
高さが低く全長が短いのはリアやミッドに積んでこそ意味がある
スバルのように普通にフロントに積んでも意味はない
重心は低くないし補器類も上にどっさり乗ってる、ボンネットも分厚い
スバルで水平対向の意味があったのはアルシオーネくらい
でもスバルが水平対向にこだわるのは止めるとスバルの色が無くなるから