ロータリーエンジンのいいところと悪いところを教えてください。

Question

補足

レシブロエンジンのいいところと悪いところについて教えてください。

Answer 1

mairo77_mairoさまのご回答は，わたくしにの回答

http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1117727131

回答日時：2008/7/13 00:37:00

の無断引用です。

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●メリット
・バルブがなく簡単な構造
三角おむすびのロータリ型ピストンが回転することで、吸気と排気をおこないます

★２サイクル・エンジンと同じ排気量
現在、通常、使われている 4サイクル・エンジンは、出力軸2回転に1度、燃焼がおこなわれます。2サイクル・エンジンでは、出力軸1回転に1度、燃焼がおこなわれるので、同じ排気量でも約2倍（実際は、燃焼効率が悪いので 1.5倍程度）の出力があります。

ロータリ・エンジンも出力軸1回転あたりに1度、燃焼するので、2サイクル・エンジンに似ています。つまり出力（馬力）やトルクを4サイクル・エンジンと比較する場合、ロータリ・エンジンの排気量を2倍にすると、比べやすくなります（後述の比較）。

==> 排気量の定義
ロータリエンジン出現時は2サイクルエンジンが多く，現在の数値になっていますが，もし現在なら，4サイクルエンジン換算し，2倍に定義されるでしょう。

★同排気量では、非常に小型のエンジン
サイズが小さいだけではなく、部品点数が少なくて、重量も非常に軽くなります。

★なめらかな回転
2ロータリでは、レシプロエンジンの6気筒に相当し、3ロータリ・エンジンでは、V8型エンジン以上のなめらかさ（トルク変動）をもっています。またエンジンの回転上昇は極めて優れ、あっという間に8000rpmに到達できます。

★窒素酸化物NOxを生成しにくい
燃焼室の冷却損失（後述）が大きいため、燃焼温度が低く、比較的、NOxを生じにくい構造になっています。同じ理由で耐ノック性が高く、比較的、低いオクタン価の燃料でも使えます。現在のレシプロエンジンは三元触媒を使うため、このメリットも消えました。

●弱点
★混合気流動が弱い
バルブがないため、吸気慣性が小さく、吸排気効率が低く、かつ混合気の流動速度が低いため、不完全燃焼になりやすい。このため燃焼圧力が低く、燃焼効率が悪い。
特に低回転数域では、流動が悪いため、回転する燃焼室端部で未燃ガスが多く残り、燃焼安定性が悪い。

★燃焼室壁面積が大きい
排気量に対して、表面積が大きいため、燃焼エネルギが壁面を通して、冷却水、排気ガス、オイルなどに流出し、その結果、燃焼圧力が低下し、燃焼効率が悪い。この熱エネルギの流出損失を冷却損失といいます。

★偏心量が小さい
よくロータリ・エンジンは動力変換ロスが少ないといいますが，間違いです。トルクを出すためには、燃焼圧力の合力の成分ベクトルと出力中心までの距離、つまり偏心量（モーメントの長さ）が大きい必要があります。単純に比較はできませんが、レシプロエンジンと比較して、わずか15mmの偏心量では、効率的にトルクに変換できません。
なおマツダのエンジニアの方も、この欠点はご存知で、2007年に発表した新世代ロータリエンジン（RENESIS 16X)では、いわゆるロングストローク化（正確には、幅を広げないで、偏心量を増やすことで、低速トルクを稼ぎ、燃費改善）を果たしています。この改善をマツダの方は「ロングストローク化」と言っていました。
この欠点は、偏心量の増大とともに創成半径が大きくなるため、摺動速度（特にアペックスシール）が高くなり、高回転化がやりにくくなる点です。

じつは、この問題は、ずいぶん古くからマツダの中で分かっていました。マツダのロータリエンジンの形式で「13A」（1969～1972年）というのがありますが、これがまさに、「RENESIS 16X」と同じく、偏心量をアップしたものでした（17.5mm）。しかし他のロータリとの設備共用がむずかしく、13A以外の偏心量はすべて15mmに統一されています。

★燃焼ガスの漏れの増大
開発でたいへん苦労したアペックスシール（おむすびの先端）だけではなく、サイドシールの漏れも大きな課題です。レシプロエンジンのピストンリングは円周でみると、ほぼ一様に力がかかります。しかしロータリエンジンのサイドシールは、場所ごとに力のかかる方向が異なります。このようなシール形態なので、レシプロエンジンの数倍の漏れ量があります。

●レシプロエンジンとの比較
下記をご覧ください。ほぼ同じ排気量のレシプロエンジンと比較すると、ロータリはトルクが小さく、このため回転数で馬力を稼いでいることがわかるでしょう。また燃費が20%程度悪く、燃焼効率のさらなる改善が必要なこともわかるでしょう。

マークX（前型） 2.5L 6AT 215馬力/6400rpm 26.5kgm/3800rpm 12.6km/L
RX-8 Type RS 6MT 1.3L（2.6L相当） 235馬力/8200rpm 22.0kgm/5500rpm 9.4km/L
RX-8 MT1.3 5MT 1.3L（2.6L相当） 215馬力/7450rpm 22.0kgm/5500rpm 10.0km/L

ちなみに 馬力＝2π×回転数×トルク（π＝円周率）です。

ご参考になれば幸いです。

Answer 2

ロータリーエンジン
・バルブがないのでレシプロエンジンのように
オーバーレブでバルブが破損することがない
・排気量の割に燃費が悪い
・排気量1.3Lでもレシプロの2Lと同じ税金
・燃料を食う割にトルクが出ない
・空気、インジェクション、点火が追いつけばいくらでも回る
・古くなるとレシプロよりもパワーダウンが顕著
・レシプロのように未燃焼ガスが排気側へ流れることがないので
排気抵抗が不要である

レシプロエンジン
・燃費が良く、トルクが出しやすい
・シフトダウンしてオーバーレブになった際にバルブが破損することがある。
・チューニングがしやすい


今のところ・・・というか今後もレシプロの方が優位だとは思いますが、
ロータリーも結構いい音がします。
ロータリーを買う人はロータリーのエンジン音や
車の外見が好きな人なのだと思います。

Answer 3

・ロータリーエンジン
利点・・・エネルギー効率が高い
エネルギーロスが低い
小型化・軽量化がしやすい
回転域が広い

欠点・・・燃費が悪い
オイル消費がしやすい

-参考です-
●ロータリに未来はあるか
マツダは水素ロータリを開発していますが、もともと燃焼効率が悪いので、ノックしにくいだけであり、本来の温暖化防止にはほとんど寄与しません。このため、BMWやFordは、レシプロの水素エンジンを開発しています。

・レシプロエンジン
利点・・・メジャーなエンジン形式である(利点ではないかもしれませんが)
燃費が良い型が多々ある

欠点・・・ピストンの上下運動により、エネルギーロスしやすい
構造が複雑になりやすく、大型化が避けられない(コストがかさむ)

●レシプロエンジンとの比較
下記をご覧ください。ほぼ同じ排気量のレシプロエンジンと比較すると、ロータリはトルクが小さく、このため回転数で馬力を稼いでいることがわかるでしょう。また燃費が20%程度悪く、燃焼効率のさらなる改善が必要なこともわかるでしょう。

マークX 2.5L 6AT 215馬力/6400rpm 26.5kgm/3800rpm 12.6km/L
RX-8 Type RS 6MT 1.3L（2.6L相当） 235馬力/8200rpm 22.0kgm/5500rpm 9.4km/L
RX-8 MT1.3 5MT 1.3L（2.6L相当） 215馬力/7450rpm 22.0kgm/5500rpm 10.0km/L

ちなみに 馬力＝2π×回転数×トルク（π＝円周率）です。