直列型エンジン
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直列型エンジン（ちょくれつがたエンジン、Inline-engine、Straight-engine）は、レシプロエンジンの形式の一つ。1本のクランクシャフトに対して、複数のシリンダー（気筒）を直列に並べたエンジンである。
解説
直列型エンジンはInline-engineと呼ばれ、直列4気筒の場合にはI4(Inline-4)といった略称を用いる。日本においては、Line-engineという誤訳からL4(Line-4)という略称や、アルファベットを用いない直4や直6といった略称もよく用いられる。
オートバイにおいては、並列型エンジン（Parallel-engine、パラレルエンジン）という名称が用いられることも多い。これは多くの自動車用直列型エンジンが車体進行方向に対して縦にシリンダーが並んでいる場合が多かったのに対して、オートバイでは車体進行方向に対して横にシリンダーが並んでいる場合が多いためとされている。しかし、自動車用直列型エンジンでも前輪駆動レイアウトにより横置きされる例も多くなり、実際には並列型エンジンの厳密な定義は曖昧であり、単にオートバイに横置き搭載された直列型エンジンを指す単語となっている。
オートバイ・自動車用エンジンでは、4気筒を中心に2気筒から6気筒までが用いられている。かつては6を超える気筒数の自動車用直列型エンジンも存在したが、今日ではV型エンジンが多気筒では一般的となった。船舶用のエンジンではモジュール化によって長大な直列エンジンも製造されており、最長のもので直列14気筒2ストロークディーゼルエンジンが存在する。
利点
- 3気筒以下の場合に、非常にコンパクトになる。
- カムシャフト、クランクシャフトを全てのシリンダで共有するため、カムシャフト駆動機構は1つで済む。シリンダーブロックが1まとめになり、比較的軽量である。
- 主運動系の質量を軽減し高回転高出力化できる。
- クランク位相角次第で均等爆発にも不等間隔にもでき、位相が整った出力が容易に得られる。
- 4気筒以上であれば、振動を押さえるためのバランスウエイトを不要とすることが可能。特に偶数気筒では、1次偶力振動キャンセルと、均等爆発が両立する。
- 4ストロークで特に偶数気筒の均等爆発の場合、排気干渉を容易に回避できる。
欠点
- エンジンが縦方向に長く、多気筒エンジンでは長大な搭載スペースを必要とする。自動車なら大きなエンジンルームを必要とすることになり、縦置きの場合はホイールベースが長くなる。横置きに搭載されるオートバイの場合はバンク角に制約を生じることもある。
- V型などと比較して長くなるためにクランクシャフトの剛性を確保しにくく、それらにねじれを生じやすい。これを解決するために、クランクシャフト中央からエンジン側面に出力するものもある。
- 2気筒、3気筒では振動が激しく、多少複雑なカウンターウエイトを使用しなければ、相殺することができない。4気筒でも、2次振動までは相殺できない。
- 360°クランク、180°クランクでは、低速で回転がギクシャクし停止しやすいという、全てのピストンが上下死点に位置して速度がゼロになる瞬間が存在するエンジン共通の問題があるため、フライホイールに大きな慣性モーメントが求められる。
種類
用途
- 船舶用エンジンは単気筒を除きほとんどが直列型である。
- 市販されているスーパースポーツ系オートバイは横置きの直列型が多く採用される。
- 鉄道車両では直列型の主にディーゼルエンジンが機関車や気動車に採用されている。気動車では、床下搭載のスペースの制約のために横型（水平シリンダー）とされる場合が多い。