バイクのエンジンがクルマより高回転なのはなぜ？

ポイントは燃焼室の形の違い！ショートストロークやロングストロークって何？

多くのバイクやクルマはガソリンによって動いています。両者のエンジンは「ガソリンを燃焼させて動力にするエンジン」という点では共通ですが、相違点も数多くあります。

そのひとつが、エンジンの回転数です。バイクのエンジンの方が、クルマのエンジンに比べて高回転までよく回る傾向にあるということを知っている人は少なくないはずです。

具体的な数値である最高出力発生回転数を比べてみると、より理解しやすいでしょう。　　クルマの場合、例えば2022年に発売されたホンダ「シビック タイプR」では243kW（330PS）/6500rpm、現行のトヨタ「ランドクルーザー300（ガソリン車）」では305kW（415PS）/5200rpmとなっています。

一方バイクの場合は、ヤマハのスーパースポーツ「YZF-R1M」で147kW（200PS）／13500rpm、カワサキ「Z900RS SE」で82kW（111PS）/ 8,500rpm、クルーザーのホンダ「レブル250」でも19kW（26PS）/9500rpmとクルマに比べて非常に高回転型のエンジンであることが分かります。

なぜこのように、クルマに比べてバイクのエンジンは高回転型なのでしょうか。

簡潔に理由を述べると、クルマとバイクのエンジンでは求められている性能が異なるためです。多くのクルマでは低回転時のトルクが重視される一方、多くのバイクでは最高出力が重視されています。

1トンを超えるクルマと、100キロ台のバイクを比べた時、車重には非常に大きな差があることは言うまでもありません。そのためクルマは発進時、バイクよりも大きな力を必要とします。

そして、レースシーンでもない限り、発進時は比較的低回転。加速するにつれて回転数が上がってからシフトアップし、回転数が降下、また加速するにつれて回転数が上昇という流れをくり返します。

つまり、クルマのエンジンはバイクのそれと比べた時、低回転でも大きなトルクが発揮できるような出力特性である必要があるのです。

低回転で大きなトルクを発揮させる場合、燃焼室の構造は縦長になっていきます。燃焼室が縦長のエンジンのことを、一般的にロングストロークのエンジンと呼びます。

具体的には燃焼室の内径を上下運動するピストンの行程の長さで割った値が1を超えればショートストローク、1より小さければロングストロークのエンジンであると言われています。

ロングストロークのエンジンはショートストロークのエンジンに比べ、一回転した時のピストンの移動距離が長く、同じ回転数であればピストンの速度は速くなります。そのため低回転でも比較的大きなトルクを発揮しやすいのです。

一方、ロングストロークのエンジンは高回転域での使用には向いていません。ショートストローク型のエンジンと比べてピストンスピードが速くなりすぎてしまうため、回せる回転数の限界を迎えるのが早いというわけです。

それに対してショートストローク型のエンジンは低速トルクこそないものの、高回転までスムーズに回るため最高出力が高くなりやすい傾向にあります。

低回転トルクが大きくなくてもスムーズに発進できるバイクの場合、限られた排気量の中で、どれほどの最高出力を出せるかがより重視されます。そのため、最高出力を稼ぎやすい、ショートストロークで高回転型のエンジンを採用するケースが多いようです。

※ ※ ※

なお、ショートストローク型のエンジンは燃焼室がコンパクトになりにくく、低回転時の燃費が悪化しやすい傾向になります。そのため燃費重視のバイクや、独特の鼓動感を重視したバイクの場合は、ロングストローク型のエンジンが採用される場合もあります。

反対に、スポーティーな走行が想定されたクルマの場合は、ショートストローク型のエンジンが採用されている場合もあります。一般的にはバイクの場合ショートストローク、クルマの場合ロングストロークという傾向がありますが、例外もあることを覚えておくと良いでしょう。

Comments

[sav********]

機械工学、エンジンの専門家に解説してもらう方が良いかと。

[cy4a]

ラジコンカーのレース用エンジンには40000rpmなんてのもあるよ。