なぜ他メーカーは作らない？ スバルとポルシェ以外に水平対向エンジンがないワケ
過去にはトヨタや輸入車も搭載していたが……
向かい合ったピストンの動きから「ボクサーエンジン」とも呼ばれる水平対向エンジンは、いまやポルシェとSUBARUくらいしか採用していない。シリンダーが寝ていることから、レーシングカーのように搭載位置も下げられるイメージもあり、低重心に寄与するばかりか、フロントに搭載した場合には歩行者保護のスペースも確保しやすいなどメリットも多そうである。だが、なぜ四輪においては他メーカーの採用例は見当たらないのだろうか。
国産の水平対向エンジンといえばSUBARUの専売特許的なイメージもあるが、他メーカーは作ったことはないのだろうか？ 否、日本ではトヨタが水平対向“2気筒”エンジンをパブリカやトヨタスポーツ800などに搭載していたことがある。
海外に目を移すとシトロエンやアルファロメオにおいては水平対向エンジンが主流だった時代もある。シトロエンでは、かの有名な「2CV」のエンジンは空冷の水平対向2気筒エンジンであった。アルファロメオでは「アルファスッド」に搭載されていた水平対向4気筒エンジンが知られているところだ。そのエンジンは、1990年代まで作られ、最後はアルファロメオ145に搭載されていた。
シトロエン、アルファロメオとも水平対向エンジンをフロントに搭載した前輪駆動なのは、SUBARUと基本的には変わらない。一方で、ポルシェにつながるフォルクスワーゲン・ビートルの水平対向エンジンはリヤに搭載したRRレイアウトを基本としていた。
まずは前輪駆動の水平対向エンジン車が徐々に消えていった理由だが、それは水平対向エンジンのシルエットが幅広になってしまうことに起因している。SUBARUを含めて、1960年代～1980年代における水平対向エンジンはOHVとなっていた。つまりクランクシャフトの真上あたりにカムシャフトを置き、そこからヘッド方向にプッシュロッドを伸ばしてバルブを動かしていた。
この方式であればヘッド周りはコンパクトにできるが、DOHCのようなオーバーヘッドカムシャフトのレイアウトにすると一気に幅が広くなる。左右にカムが必要となるため4気筒としては部品点数も増えるし、カムを駆動するベルトやチェーンにしても長くなってしまう。なにより、エンジンの幅が広くなるということは、それを収めるだけのボディサイズが必要になる。また、エンジンがホイールハウスを制限してしまうためタイヤの切れ角も確保しづらい。
すなわち、前輪駆動とDOHCヘッドの水平対向エンジンというのは基本的には相性が悪いのだ。SUBARUはレイアウトの工夫によって、その問題をクリアしてきたが、5ナンバーボディ時代のレガシィなどは切れ角が少ないという指摘を受けていたのも事実だ。
ポルシェのようにボディの後端に積んでいるのであれば、エンジンが幅広くなったからといってタイヤ切れ角への影響はないが、スポーツカーにおいて重要な空力にはネガとなる。とくにフロア下の空気を吐き出すディフューザーを設置しようと思うと、リヤに積んだ大きなエンジンが邪魔になってくる。ポルシェ911のレーシング仕様としてル・マン24時間耐久などで活躍している「RSR」が、エンジンをミッドシップレイアウトに変更しているのはレギュレーションに対応するためだが、空力性能を追求するとリヤにエンジンを積んでいることが不利になってしまうからだ。
重心を下げられるという「噂」が一人歩きしすぎ
さて、水平対向エンジンのピストンやクランクシャフトの位置関係を見ていると、かなり低く積めるような気もするが、実際にはそうでもなかったりする。上側に吸気、下に排気とレイアウトしている場合、エキゾーストマニホールドやキャタライザー、ターボチャージャーといった排気系のメカニズムをエンジン下に置かなければならない。また、エンジンオイルをウエットサンプにしている場合は、オイルパンも必要だ。そのため直列エンジンに対して圧倒的に重心が低いというわけではない。
実際、ランサーエボリューションとWRX STI（旧型）を比較するとランエボの重心高のほうが低かったりした。もちろん、重心高にはボディ設計や補機類の配置なども影響するためエンジンの搭載位置以外の要素もあるのだが、それにしても水平対向エンジンだからといって圧倒的に重心を下げられるわけではないのだ。
なにより、水平対向エンジンを搭載するには縦置きにするしかない。現在の主流であるエンジン横置きを前提に開発されたプラットフォームに、水平対向エンジンを搭載することは難しい。エンジン幅の課題や、重心高に対するアドバンテージがそれほどでもないという事実を考えると、あえて水平対向エンジンを新規開発するモチベーションは湧いてこない。それがSUBARU以外のメーカーが乗用車に水平対向エンジンを搭載しない理由だ。
逆に、SUBARUについていえば水平対向エンジンを前提にした生産設備を活かすためには、今さらエンジン横置きのプラットフォームに変革するメリットはない。さらに、SUBARU、ポルシェともに「ボクサーエンジン」がアイデンティティとなっているのだからなおさらだ。
ボンネットに穴が開いたターボ車が減少！ なぜスバルはわざわざ大きな穴を開けているのか？
かつて、ターボ車の特徴として、ボンネット上に大きく開いたエアインテークがありました。
2リッターターボエンジンを搭載するスバル「WRX STI」 1980年代に日本車でターボブームが起き、ハイパワーなターボ車のボンネットにエアインテークが設けられていました。
古くは日産「ブルーバード SSS-R」やトヨタ「セリカ GT-FOUR」、三菱「ランサーエボリューション」といった、ラリーで戦うことを想定したターボ車の多くに採用され、外観デザインのポイントにもなっていましたが、最近では減少傾向にあります。
一方、スバルは、いまでもターボ車のボンネットにエアインテークを設けています。現在のラインナップでは、「WRX」と「レヴォーグ」がターボエンジンを搭載しており、高性能ターボ車の証ともいえるボンネットの「穴」が特徴にもなっています。
なぜスバルのターボ車は、ボンネットに大きな穴があいているのでしょうか。
ターボチャージャーなどの過給器で加圧した空気は高温になり密度が小さくなります。その空気をエンジンの燃焼室に入れる前に冷却しないと、ターボの効果が減少してしまいます。
そこで、吸気温度を下げて空気の密度を高め、ターボの効果を向上させていますが、その役目を担うのがインタークーラーです。
インタークーラーはターボとエンジンの吸気系の間に設置されますが、実際はエンジンの前のバンパー付近に置かれるのが一般的です。
これは、インタークーラーは走行風をあてて冷やす「空冷式」が多く採用され、効率よく冷やすための措置です。
スバルのターボ車も空冷式のインタークーラーを採用していますが、他車とは違いエンジン上部に置かれています。
これは、スバルが水平対向エンジンを採用しているためなのですが、水平対向エンジンは、シリンダーとシリンダーが水平に向かい合って配置され、ピストンが左右から向き合うように運動します。
このため構造も左右対称（シンメトリカル）となり、エンジンの横幅は広くなるものの、高さや全長が抑えられ、その上にインタークーラーを置いてもボンネットに干渉しません。
一般的な直列エンジンは全高が高いため、インタークーラーをエンジン上部に配置すると、ボンネットの高さを高くしなければならなかったり、スペースの関係からインタークーラーの大きさも制限されてしまいます。
スバルの場合はエンジン上部のインタークーラーに空気を導入するため、ボンネットにエアインテークを設置する必要があるというのが、穴が開いている真相です。
※ ※ ※
スバルのターボ車なのに、ボンネットにエアインテークがない車種も存在しました。それは、先代の「フォレスター」です。
これは、フォレスターがモデルチェンジの度に本格SUVとして車高が上がりエンジンルームに余裕が生まれ、フロントグリルから十分な空気が取り入れられるようになったためといわれています。
インタークーラーの設置場所がハンドリング性能にも影響 スバルのターボ車がインタークーラーをエンジン上部に設置する理由は、ほかにもあります。現在、スバルのモータースポーツを担うSTI総監督の辰己英治氏が、1990年代に富士重工群馬製作所で実験部を統括していたときに、次のように説明しています。
スバル「レヴォーグ」のエンジンルーム「スバルがターボ車のインタークーラーをエンジンの前に搭載せず、わざわざボンネットフードに穴を空けてまで、あの位置に置くのは、フロントオーバーハング荷重が増加する重量物をフロントに載せたくないからです。
数kgとはいえ前輪よりも前のオーバーハングに重たい装置を搭載すると、ハンドリングや回頭性に明らかに悪影響がでます。
また、タービンやインタークーラー、スロットルの配管が短ければ短いほどターボラグが少なく、レスポンスが良くなるため、なるべくタービンの近くにインタークーラーを置きたいのです。そのためエンジン上部にインタークーラーを置き、そこに空気をとりこむためにボンネットにエアインテークが必要になります」
※ ※ ※
近年、欧州車から普及した「ダウンサイジングターボ」というエンジンがあります。これは、排気量を小さくし、ターボでパワーを補うことで、さまざまな使用状況でエンジンの効率を高め、燃費向上を狙うという考え方で誕生しました。
国産車ではトヨタ「クラウン」や「カローラスポーツ」がダウンサイジングターボを採用していますが、ボンネットフードにエアインテークはなく、エンジン前部にインタークーラーがありません。
なぜなら、トヨタは「水冷式」のインタークーラーを採用しているためで、インタークーラー用のラジエーターをエンジン前部に置き、インタークーラー本体はエンジン上部にあります。
トヨタは、空気の配管を短くする目的で水冷式インタークーラーを採用したということです。
また、ホンダ「シビックタイプR」は空冷式インタークーラーをエンジン前部のバンパー内に配置していますが、ボンネットにエアインテークを設けています。
これはエンジンルーム内に走行風を取り込むことで、エンジンルームそのものの冷却を目的としているためで、エアインテークの大きさも小ぶりになっています。
スバルはGC8のWRカーの頃に前置きインタークーラー化しているにもかかわらず市販車の販売面も考慮してボンネットのダクトを無くさなかったし、現行モデルみたいに鼻先の先端付近から伸びるようなデザインになった事でインタークーラーへの導風も以前よりも良くなったっていうじゃないですか
マツダなんかもマツダスピードアクセラの初代ではダクトを設けないデザインにしたけどアップアップで2代目になったら潔くボンネットにダクトを設けた位だし
他のメーカーと違って水平対向エンジンを採用しているからエンジンが横長になってインタークーラーの搭載位置とクラッシャブルゾーンの確保の観点から前置きインタークーラーを採用しないっていう選択をしているんだから意味はあるんじゃないかな?
この手の話になると毎回毎回ドライサンプじゃないとか、インタークーラーがレイアウト的に効率が悪いだなんだと言われんだよね～
「水平対向とは、V型エンジンの左右バンク(角度)を水平(180度)にまで倒したレイアウトを意味します。」じゃねぇよ!!!
その昔は他のメーカーも水平対向エンジン採用してたんですよ?
個人的には145の水平対向よりもアルファロメオだったらアルファスッドかな～
簡単にドライサンプにすればいいじゃんとか言ってくれっけど搭載位置とかを考えると市販車では現実的じゃないでしょ
水平対向エンジン
この左右のピストンが出る時は出て引っ込むときは引っ込んでいるっていうのが利点なんですよ
180度V型エンジン
右に動くときは両バンクとも右に、左に動くときは左にといった感じ
直列6気筒で完全バランスと言われるので、それを左右に寝かせて設置するレイアウトの180度V型っていうのは理にかなっているんですよ
水平対向に比べてもクランクの構成が半分になるのでエンジン全長も短く出来ますから。
Posted at 2019/08/06 23:19:49 | |
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自動車業界あれこれ | 日記
今だったらトヨタがまかり間違ってもスバルの水平対向エンジンをリヤミッドなりに搭載するようなコンパクトスポーツカーを出さない限りストローク量は持たせられないだろうし、ドライサンプじゃなければ搭載位置も… 
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