ボクサーエンジンについて教えてください

Question

こんにちは
ロータリーはマツダだけなのですが
ボクサーもスバルだけですよね
どうして他社がボクサー作らないのか教えてください
それともＶ型をただ水平にしただけでＶと基本は同じなのですか？
でもポルシェとエンジン形式が同じいうのは嬉しいのですが・・（笑

よろしくお願いします

noname#12265 · Accepted Answer

ボクサーエンジンは、現在世界的に見てスバルとポルシェだけになってしまいました。

　他社が何故ボクサーを作らないか？を回答させて頂く前に、ボクサーエンジンとはなんぞや？を解説致します。またまた長くなりそぅですが・・・・。

　ボクサーとは御存知の様にピストンが対向配列に並んだ形式ですが、クランクシャフトの設計で考えますと、厳密な意味でＶ型エンジンの延長線上にはありません（挟み角が１８０degのＶ型ならボクサーと外観は同じですが、これは必ずしもボクサーとはなりません）。

　ボクサーエンジンはクランクピン（コネクティングロッドのビッグエンドの方）が各気筒で独立しており、１８０deg配置となっています。しかし、Ｖ型ではその限りではありませんし、場合によっては非常に薄いビッグエンドのコネクティングロッドを用い、対向する２気筒でクランクピンを共用する設計となっている事もあります。
　クランクピンを共用するとクランクシャフトは見掛け上半分の気筒数のエンジンのクランクシャフトに近い長さとなり、エンジン全長を短く出来ます。
　対するボクサーでは、各気筒独立したクランクピンを持っているので、全長がどぅしても長くなってしまいます。
　それではボクサーのメリットはどこにあるか？と申しますと、対向するピストンが１８０deg配置の為に回転のバランスが取れる点です（例えば、片側のピストンが圧縮上死点にある時、もぅ片側も上死点に来るので、エンジンの左右方向のアンバランスが無くなります）。
　対するＶ型でクランクピン共用タイプでは、片側が上死点にある時他方は下死点になってしまうので、左右方向のバランス変動が出ます。

　今日ではＶ型でも振動低減の為に各気筒独立したクランクピンを用いるケースが多くなってきており構造的にはボクサーと変らなくなってしまっていますが、以上の様に工学的にはＶ型とボクサーは別形式となってしまう場合も考えられる、とゆぅ事です。

　さて、スバルのエンジンはＶ型ではなくボクサーですが、ポルシェなどと比較すると全長が短くかなりコンパクトです。スバルの技術者達の努力と工夫を物語っていますが、この短い全長がエンジンの限界を生んでいます。

　エンジンで大出力・高回転を狙うとクランクシャフトの曲げ剛性がかなり問題となってきます。ここでクランクシャフトの形状を思い出して下さい。各クランクピンはカウンタ・ウェブでとなりのクランクピンやクランクメタル部と連結されていますが、エンジンの全長を短くする為には、このカウンタ・ウェブを薄くしなければなりません（事実、スバルのボクサーのクランクは、カミソリの様に薄いカウンタ・ウェブとなっています）。カウンタ・ウェブを薄くする、とゆぅ事はダイレクトにクランクの曲げ剛性が低下する事を意味し、超高回転で回すと大アバレする事が予想されます。
　これがもしＶ型なら、仮に各気筒独立のクランクピンでもクランクシャフトの剛性はここまで下がりません。例えばＶ６気筒なら１２０ｄｅｇクランクとなりますが、そぅなるとクランクピン同士が接近（場合によってはオーバラップ）してカウンタ・ウェブだけの連結ではなくなります（この説明、御理解頂けます？スケッチしながらですと理解し易いんですが・・・・）。

　ワタシ個人は、この点がスバル方式のボクサーエンジンの重大な欠点だと考えます。現状のエンジンは比較的小さい排気量である事も幸いして、非常に高出力で耐久性も高いですが、この設計手法の延長線上では、スーパーカーやレーシングカー並みのエンジンは作れないでしょう。

　勿論、エンジンの全長をある程度無視して丈夫なクランクシャフトを作ってしまえば問題解決ですが（事実ポルシェやフェラーリはそぅしています）、エンジンをフロントのオーバーハングに搭載するスバルではそぅはいきません。オーバーハングが長くなり重量が増加するのは、ダイレクトにハンドリングの劣化として響いて来ます。

　また、スバルはフロントにボクサーを配置する事によって、エンジン設計自体にも悪影響を及ぼしています。
　現在の内燃機関の設計技術では、燃焼自体もコントロールして理想的な燃焼状態を作る様に工夫されています。この燃焼コントロールの為には、点火プラグから燃焼室の隅までの距離が短い事が重要で、プラグから離れれば離れるほどプラグ周辺とは違った燃焼が発生してしまいます。
　その為、近年では超オーバースクエアのショートストロークエンジンが駆逐されてしまいました（ショートストロークエンジンでは、ボアを広げて排気量を稼ぎます）。
　ところがスバルのボクサーはオーバースクエアです。これは、ショートストロークエンジンに彼ら独特の価値観を見出している、とゆぅワケではなく、単にロングストローク化出来ないとゆぅ事情から来ていると思われます（現状でも既にエンジンルームの幅方向にキチキチで、これ以上ロングストロークのエンジンは収まりきらないでしょう。フロントタイヤは左右に曲がるので、エンジンルーム幅は益々狭くなってしまっています。これがエンジンを車体後方に積むポルシェやフェラーリでは、スバルより遥かに余裕があります。最も、フェラーリのボクサーほどサイズが大きくなってしまうと、今度は逆にリヤサスペンションが犠牲になり、結果BBでは、マトモに働くとは到底思えないチンチクリンのリヤサスとなってしまっており、結局ボクサーエンジンに最も適した車両レイアウトはリヤエンジンとゆぅ結論になります。さすが昨年２０世紀最高の自動車技術者として選出されたフェルディナント・ポルシェ、彼は７０年前にこの事に気付いていたのかもしれません）。
　現在のスバルのエンジンは大変高性能でワタシも大好きですが、この偏平な燃焼室で今後の発展性は・・・・少なくともライバルメーカの『普通の』エンジンから見ますと、何らかのハンディを背負っている事は間違いのないところです。

　その他、潤滑の問題（横倒しになっているのでヘッドに上がった潤滑油は、そのままではパンに戻りません）やクランクメタルキャリアの保持剛性、クランクケース自体の剛性、エンジン本体の車載性・整備性など設計上の問題が山積みのボクサーエンジンは、今日ではメリットよりモノにするまでにクリアすべき問題点が多すぎ、手を出さない方が無難、と思われています（エンジン研究者として有名な兼坂弘氏はかつて御自身の著作の中で、「スバルの失敗は最初に水平対向を選択した時点から始まっている」と述べています。ワタシ自身は、実際の製品はそんなに悲観するほど失敗しているとは思っていませんが、しかし設計手法の展開性や今後の発展性を鑑みますと、カネサカ氏の指摘は真理を突いている、とゆぅ気もします）。

Min_2 · Answer

スバルだけ、というのは国産に限定した話ですよね。
　ワーゲンビートルの水平対向４気筒は有名ですし、シトロエンの２ＣＶは水平対向２気筒、フェラーリの水平対向１２気筒も有名ですね。基本的にはＶと同じです。エンジンの重心を下げることができるのが最大のメリットでしょうか。デメリットは「整備性が悪いこと」ですね。水平対向エンジンは補機に埋もれていることが多く、プラグ交換も大変です。

last_time · Answer

下記の他にＢＭＷも水平対向ではなかったでしょうか・・・
　他メーカーが水平対向やロータリーを製作しないのは、真似ても意味が無いからだと思います。
　各社共に個性のある魅力のあるエンジンを作っていますから、真似ても仕方が無いでしょう。

　スバルは旧名富士重工で航空機を製作していました。戦時中ですが。
　プロペラ機の場合、高回転でのパワーの安定性や振動を抑えることが必要とされましたから、左右に相反して振動が低減できる水平対向がベストであって、戦後、その技術はそのまま自動車に採用されたはずです。ＢＭＷもそうだったような気がします。
　低回転でのパワーは、直列やＶ型に劣りますが、一旦、高回転に転じると、フラットな加速を体感できますよね。
　また、振動やエンジン音は他ではできないくらい静かです。

　しかし下記の方が述べたようにメンテナンス性が悪いために他社は直列のトルクと水平対向の静かさを両立したＶ型を製作したも思います。

red_subaru · Answer

はじめまして。さて、なぜ他社が水平対向エンジンを作らなくなってしまったかということですが、おそらくその他のエンジン形式（直列、Ｖ型）と比較して、汎用性に欠けるということだと思います。６気筒エンジンの場合、縦に置いたり（大抵これ）、横に置いたり（ディアマンテとかゴルフとか）、１種類のエンジンを色々使い回す様なメーカーは、そのエンジンを使って様々な車を作ることを考えます。
ということは給排気系の取り回しが難しい等、水平対向エンジンは車の設計がやりにくくなってしまう（設計が固定してしまう）ので、敬遠されたのだと推測されます。
また直列４気筒と比較した場合、水平対向４気筒はバンクが２つ有る分、余計な部品が数多くあるので、コスト高といえます。
自分は詳しく有りませんが、loftyridgeさんが書かれる様なデメリットも存在するということなので、色々エンジンを設計出来るメーカーは結局、直列またはＶ型に落ち着いたということではないでしょうか。

では、なぜスバルとポルシェが残ったか？それはそもそも水平対向ばっかり作っていたからということなのです。

ボクサーエンジンについて教えてください

スバルだけ、というのは国産に限定した話ですよね。

下記の他にＢＭＷも水平対向ではなかったでしょうか・・・

ボクサーエンジンは、現在世界的に見てスバルとポルシェだけになってしまいました。

はじめまして。

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　スバルだけ、というのは国産に限定した話ですよね。

　下記の他にＢＭＷも水平対向ではなかったでしょうか・・・

　ボクサーエンジンは、現在世界的に見てスバルとポルシェだけになってしまいました。