「クルマのエンジン」についてどこまで細かく知っていますか??

「クルマのエンジン」、あまり車について詳しくなくても排気量やエンジンのシリンダー数や配列、”3000ccV6エンジン”、”2000cc直列4気筒”など、
なんとなく聞いたことあるし、なんとなく…お分かりですよね?

しかし、「クルマのエンジンスペック」を表すのに様々な表記がありますよね?

DOHC?SOHC?馬力とトルクの違いって何?そもそもターボってどんな仕組みなの?聞いたことはあっても説明できるほどよく分かってない…という方も多いかと思います。

今回はかるーく深掘りしてご説明させて頂きます!

SOHCエンジンとDOHCエンジンって何が違うの?


SOHCとはSingle OverHead Camshaft(シングルオーバーヘッドカムシャフト)の頭文字をとった称号です。

エンジンには「カムシャフト」という部品があり、エンジンの吸気弁と排気弁を動かしている重量部品です。

SOHCは、その名の通り、ひとつのカムシャフトで吸気弁と排気弁の両方を動かしている仕組みになっています。カムシャフトが1本の為、駆動抵抗が少なく、小型で軽量、燃費性能や整備性が良いというメリットがあります。

しかし、カムシャフト1本で、ロッカーアームを介してバルブを駆動させるという構造から、吸排気のバルブ数を増やすのは難しく、高回転型のエンジンを作るのには向いていないというデメリットもあります。


対して、DOHCとはDouble Over Head Camshaft(ダブルオーバーヘッドカムシャフト)の頭文字をとった称号です。その言葉の通り、シングルではなく、カムシャフトがダブル(2本)の構造になっているのがDOHCの特徴です。

このシステムは「ツインカム」とも呼ばれています。
シングルは吸気弁と排気弁を同じカムシャフトで動かしているのに対して、DOHCは別々のカムシャフトによって駆動させている為、シャフトに掛かる負荷が分散され、カムシャフトとバルブのタイムラグを軽減し、高回転かつ高出力を生み出すことができるというメリットがあります。

しかし、カムシャフトが2本になると、エンジン上部の構造が大型し、エンジン重量は重たくなるデメリットや、SOHCエンジンに比べると、燃費性能は劣る傾向になります。

最高出力(馬力)と最大トルクの違いって?


「最高出力」と「最大トルク」エンジンのスペックを表すのに〇〇馬力!最大トルク〇〇!と良く見かけますよね?

でも、それぞれの”正しい違いや意味”はお分かりですか?

「最高出力」とはエンジンが発生する”出力”の最大値を表しており、単位には〇〇馬力や〇〇ps、〇〇kWなどと表記されています。一方「最大トルク」とはエンジンが発生する”回転力”の最大値を示すもので、単位にはkgf・mやN・mと表記しされています。出力とトルクの関係は「出力=トルク×回転数」となっており、互いに密接に関連しています。

この関係値、自転車を漕ぐ時をイメージしてもらうとわかりやすい。ペダルを踏み込んでタイヤを動かす力がトルク、「踏み込む力=トルク」が大きければタイヤに伝わる力は大きくなりスムーズに加速していく。トルクが大きい=加速性能が良いということになる。一方の出力は「トルクに踏み込んだペダルの回転数を掛けたもの」となるので、「出力が大きい=スピードを出しやすい」となる。

つまり出力は速度との関係が大きいということになります。クルマの最高速度は、他の条件が同等であれば、最高出力の値で決まるということになります。

例えば、坂道を登る時にペダルを踏み込む力(トルク)が大きければスムーズに登っていけるが、踏み込む力(トルク)が弱ければ、坂道を登るのはしんどい。逆に、平坦な道で踏み込む力(トルク)は同一だとして、ペダルを回す足の回転数(出力)が少なければ速度は出ないが、足の回転数(出力)が大きくペダルを速く回せる力があればスピードは上がる、という事になります。

現在、エンジンパワーの指標には様々な値が率いられていますが、近年SI(国際単位系)に基づくkWとN・mで表現されるようになってきています。
出力[1ps = 0.7355kW]
トルク[1kg-m = 9.80665N・m]

ターボエンジンのターボってどんな仕組み?


現在のクルマの多くは、ガソリンをエンジン内に噴射するインジェクターという燃料噴射装置を使ってガソリンを噴射しています。近年の車では電子制御によって効率的にガソリン噴射量をコントロールしています。

パワーを出すためにガソリンを多く噴射すると燃焼させるために、それに見合った空気も必要になってきます。空気側は何もしなくても燃料に見合った分の空気が吸い込まれますが、ある一定のところで限界に達します。その限界を突破するための装置が「過給機」すなわち「ターボチャージャー」です。

ターボチャージャーを別名タービンと呼びますが、そのタービン本体はカタツムリのような構造となっており、内部に扇風機の羽根のような物が2つの軸で繋がっており、片方の羽根を回すと、もう片方の羽根も回ります。エンジンから排出される排気ガスの流れる力を利用して片方の羽根を回し、そして、その力を使ってもう片方の羽根でエンジン内部に圧縮した空気を強制的に送り込む仕組みです。

ターボチャージャーのない自然吸気エンジン(NA)では、ガソリンを沢山エンジン内に送る事は容易でも、それに見合った量の空気を取り込むことが難しいのです。そのような理由から自然吸気エンジン(NA)でパワーを出すためにはエンジンを大きく(排気量を大きく)するしかありません。

しかしこのターボチャージャーを使えば、より沢山の空気を取り込むことが可能となり、エンジン排気量が小さくても、よりハイパワーが得られるようになります。その利点から、近年では電子制御技術も進み、低燃費かつ、排ガス、CO2排出量を下げる目的としてエンジンの排気量を小さくして、このターボシステムを利用したダウンサイジングターボエンジンが多くなってきているのです。

皆さんがお乗りのクルマのエンジンはどんなエンジンですか?少し理解が深まるだけでも面白いですよね。


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