ロータリーエンジンの排気量

某所で間違った記載を見かけたこともあって、覚え書きとしてまとめて
おきます。

ロータリーエンジンの排気量は、レシプロエンジンとは根本的に考え方が
違います。
FC3S以降のRX-7，RX-8に搭載されている13Bロータリーエンジンは

654cc×2＝1,308cc

と表現されます。
この【654cc】は

偏心量e＝15mm，創成半径R＝105mm，ハウジング幅b＝80mm

のハウジングとローターが形成する単室容積、つまり1つの燃焼室の

最大容積－最小容積

で、【×2】はローター数です。
しかし、ローターはおむすび型で3辺あるので、2ローターなら燃焼室は
3×2＝6個あります。
したがって実際の燃焼室容積の合計は

654cc×6＝3,924cc

となります。

ところで、レシプロエンジンの場合、クランクシャフト1回転で各ピストンは
1往復します。
4サイクルは2回転で行程（吸入－圧縮－爆発＆膨張－排気）を完結するので、
1シリンダーの爆発は2回転に1回、つまり爆発回数は回転数の半分です。
例えば6,000回転の時、各ピストンは毎分6,000往復し、3,000回の爆発が
あります。
4気筒エンジンなら合計12,000回、6気筒なら合計18,000回の爆発がある
ことになります。

ロータリーエンジンの場合は、ローターが1回転するとエキセントリック
シャフトが3回転します。
回転数はあくまで出力軸の回転数なので、例えばRX-8のハイパワー版
エンジンのレッドゾーンは9,000回転からですが、9,000回転とはいっても
エキセントリックシャフトが9,000回転であって、ローターは3,000回転
しかしていません。
但しその9,000回転（ローター3,000回転）時のアペックスシールの
平均移動速度は32.9m/s、最速部分では47.1m/sに達しており、現在の
F1のエンジンの平均ピストンスピード25～26m/sを遙かに超えています。

ロータリーエンジンはローター1回転で4サイクルを完結します。
その点で2サイクルエンジンに近い、と見られることもあります。
ロータリーエンジンが6,000回転の時、ローターは毎分2,000回転し、
1室につき2,000回爆発します。
2ローター（6室）合計では12,000回の爆発があります。

「ロータリーエンジンは2サイクルレシプロエンジンと同じでやたら爆発してる」
と思われていることも少なくありませんが、実はロータリーエンジンの
1室の爆発頻度は4サイクルレシプロの1気筒の2/3（2サイクルの1/3）
にすぎず、合計爆発回数でいえば2ローターのロータリーエンジンは
6気筒レシプロエンジンの2/3、4気筒レシプロエンジンと同等である、
ということです。

クランク角度から考えると、レシプロエンジンは4サイクルを2回転で
完結するので、1サイクルあたりのクランク角度は

360ﾟ×2÷4＝180ﾟ

となり、ロータリーエンジンは4サイクルを3回転で完結するので

360ﾟ×3÷4＝270ﾟ

となります。
この1サイクル（行程）を1.5倍長くとれることで、吸気行程の時間が
長くなるので高回転域での吸入効率の落ち込みが少なく、またサージング
を起こすことがあるバルブシステムをそもそも持っていないことが
高回転に強いというロータリーの特性に大きく寄与しています。
（燃焼室形状の悪さ等の欠点も多いですが）

上の方で、13Bの燃焼室容積の合計は3,924ccと書きましたが、
レシプロが2回転で完結する行程を3回転かけてやっているわけなので、
3,924cc×2/3＝2,616cc相当と考えるのが妥当じゃないかと私は思います。
でも現実的には2,000ccのレシプロといい勝負（VTECを除く）ってとこですが。
ロータリーエンジンは燃焼室が常に移動し続けて熱効率が悪いので、
税制通り1,308×1.5＝1,962ccという扱いがちょうどいいのかもしれませんね。

動作の様子はこちらでご覧下さい↓

■ロータリーアニメーション