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経済  投稿日:2015/11/9

時代遅れのロータリーエンジン~称賛記事ばかりの不思議~

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 文谷数重(軍事専門誌ライター)

執筆記事プロフィール

ロータリーエンジンには、称賛記事しかない不思議がある。

ロータリーは非在来の異形エンジンである。現在の熱機関はレシプロか、タービンに二別されるが。ロータリーはそのいずれでもない。爆発力を利用し、直接回転運動を生み出すものだ。

そしてロータリーはすでに駆逐されたエンジンでもある。昭和30年ころにチェーンソー、オートバイ用として登場したが、昭和40年にはいずれも撤退している。それから自動車1社がほそぼそと生産していたが、追従他者はないままに継続的な生産を終えた。

なぜならロータリーが筋悪なエンジンであるためだ。これは昭和40年代前半には、冨塚清さんに指摘されている。

その筋悪なエンジンを再び生産するという話がでている。だが、そこに批判はないことは怪訝である。自動車記事はロータリー復活についての称賛にあふれているが、その不利には眼をつぶっている。

 

■ 筋悪なロータリー

ロータリーは失敗作と断じられている。既述の冨塚さんは明快にそう断じている。戦前からの航空エンジン技術者で、海軍終戦工作で活躍した高木惣吉さんのブレーントラストも務めた大人物である。

戦後、冨塚さんはことあるごとに異形エンジンの不利を明快に述べた。具体的にはロータリーの不可とフリーピストンの不可がそれだ。これは「内燃機関禁忌集補遺」に詳しい。*

そのうちロータリーの不都合と、レシプロエンジンに対する不利について、大雑把に述べれば次のとおりだ。

 

■ 円形断面以外にありえない

富塚さんは、まずは燃焼室形状にダメ出しをしている。

ロータリーは長方形断面である。側面から見ればオムスビと繭型でできているが、正面あるいは上面から見れば長方形になっている。

それについて冨塚さんは、「熱膨張や圧力でどう変形するか考えるべきだ」(大意)と指摘している。「円筒状シリンダであれば、加熱して膨張しても断面はどうやっても円だが、長方形は複雑怪奇な変形をする、それを気密出来るか?」(大意)というものだ。

また、気密上での問題点も次のように述べている。「ロータリーの通る空間の断面は長方形、締切り棒は少なくとも4本いる[中略]締切りは[レシプロ・エンジンのピストン・リングのように]何段階に重複させることは不可能」(冨塚)とするものだ。

なにより、四角断面が成り立つなら「従来のレシプロも[詰め込めるために空間効率の良い]長方形シリンダの採用に踏み切ってよいはず」(冨塚)としている。

 

■ ロータリーは潤滑・冷却・コストで劣る

その上で富塚さんはロータリーの劣位を11点示している。記事中では(a)から(k)までがそれだ。逐一を示すことは煩雑なので簡単にまとめれば、その大概は次のようなものだ。

ロータリーには過熱問題がある。オムスビは1辺が常に点火・膨張過程にあり、ケースの繭型部分はそこだけ常に過熱する。また歯車が咬み合うエキセントリックはオムスビの中にあり、熱源に近接しすぎている。つまり熱がそこに篭もり歯車の膨張や耐熱性といった問題も起こす。

また、潤滑や掃気・吸気も充分とは言いがたい。これはレシプロに対する不利である。レシプロはCの字状のピストンリングで確実な気密とオイル油膜形成が可能である。その上4サイクルであれば、空振りの回で残存ガスを完全に掃気し、その時に2往復目の油膜形成もできる。2サイクルであってもユニフローで掃吸気はまず確保されている。だが、ロータリーはシール形状が複雑であり、常に回転・燃焼しているため潤滑や掃排気の確実は期待できない。

その上で製作精度とコストの問題がある。冨塚さんは「円形シリンダは製作容易であるが、ロータリー外周である繭型も側板も製作は難しい」と述べている。レシプロであれば、一番面倒なシリンダーの製造も戦前技術で可能だ。プラネタリー式研削盤で一工程できるが、ロータリーは何工程かかるかわからない。その製造コストは雲泥となる。

 

■ 実用性の差は明らか

そして冨塚さんは、実用品の広がりをみれば優劣は明らかと括っている。

レシプロ・エンジンは絶対的に優位にある。「レシプロ・エンジンなら、直径10mm、1.5cc単気筒から、1500リットル4000馬力まで任意の排気量・出力・気筒数で作れる」と端的に述べている。

そして「ロータリーにはそれはできない」と結論づけている。実際にロータリーの完成品を見ても、自動車用の1種類だけであり、単一のローターサイズ・排気量は400~650とほぼ変わっていない。2連あるいは3連以外でのバリエーションはできていない。サイズを小さくすると燃焼が不確実となる。また燃費や燃料品質、排ガスといった今日的課題もクリアできないだろう。

つまり、ロータリーエンジンは50年前から芽がないということだ。

 

■ 蒸気機関車を買うようなもの

ロータリーはレシプロには敵わない。既に終わった技術であり発展性もない。それを再び市販しようとするのは、新幹線の時代に蒸気機関車を売るようなものだ。

もちろん威信財としての価値はあるだろう。クオーツ時計が登場し、電波補正が掛かる時代になっても、精度も耐久性も劣る機械式時計は趣味目的用に作られている。それを承知して売り買いするのも悪いことではない。

ロータリーに未来はないことも明らかだ。ロータリーを絶滅させたレシプロでも熱効率での限界に近づいている。自動車ではバッテリー補用が普及しており、さらには熱機関の壁を超えるための燃料電池の適用も始まっている。ここで非効率なロータリーが実用品として再登場する余地はない。**

しかし、再生産されるロータリーの不利について、自動車関連の記事は全く言及しない。異形エンジンの先進的イメージに乗っかっただけの称賛記事に満ちている。これはロータリーの不利を知らないで書いているのであれば不勉強であり、その不利を知りつつ書いているのであれば不誠実なものだ。

 

*冨塚清「内燃機関禁忌集補遺 -特にレシプロ対ロータリーについて-」『日本機械学会 論文集』70.576(1967.1)p.p.23-25

**なお、筆者は以前に気体水素を利用した自動車の不可を主張しているが、改質型燃料電池は否定したことはない。(文谷数重「水素自動車に未来はない」http://www.huffingtonpost.jp/suchou-montani/hydrogen-car_b_7177380.html

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