ロータリーエンジンの仕組みや特徴は？

ロータリーエンジンは、従来のレシプロエンジンとは異なる動作原理を持つ内燃機関の一種です。以下にその仕組みや特徴について解説します。

仕組み

ロータリーエンジンは、三角形のおむすび型のローターが回転することで動作します。このローターは、まゆ型のハウジング内を回転しながら、吸気・圧縮・燃焼・排気のプロセスを実現します134。ローターの回転は、エキセントリックシャフトを通じて駆動系に伝達されます12。

特徴

メリット

• コンパクトで軽量: 部品点数が少なく、エンジン全体が小型化され、車両の軽量化に寄与します35。
• 高回転での出力が得意: 高回転域でのパワーが強く、スポーツカーに適しています35。
• 振動が少なく静かな動作: 回転運動のみで動作するため、振動が少なく静かです35。

デメリット

• 燃費が悪い: 圧縮比が低く、燃焼室の形状から熱エネルギーが無駄になりやすいため、燃費が悪い傾向があります5。
• 低速回転時の効率が低い: 吸排気効率が上がりにくく、低速でのパフォーマンスが劣ることがあります5。

利用状況

ロータリーエンジンは、特にマツダが積極的に開発・採用してきましたが、2012年の「RX-8」を最後に量産は終了しています4。しかし、水素燃料との相性が良いため、再び注目されています4。

Citations:

1. https://www.carsensor.net/contents/market/category_1491/_67635.html
2. https://t-reiz.com/blog/20220823-2546/
3. https://meccanismo.net/rotary-engine/
4. https://www.mitsui-direct.co.jp/car/guide/mycar_guide/new/rotary-engine/
5. https://www.goo-net.com/magazine/knowhow/carlife/28485/
6. https://www.youtube.com/watch?v=Jl5E2xV2FgY
7. https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AD%E3%83%BC%E3%82%BF%E3%83%AA%E3%83%BC%E3%82%A8%E3%83%B3%E3%82%B8%E3%83%B3
8. https://www.goo-net.com/magazine/cartopic/entertainment/39273/
9. https://www.youtube.com/watch?v=vipRNcmh-J4
10. https://toyotatimes.jp/series/sound/003.html
11. https://car.motor-fan.jp/tech/10014395
12. https://www.youtube.com/watch?v=YS96vrdqD1Y
13. https://car-me.jp/articles/4977
14. https://www.mazda.com/content/dam/mazda/corporate/mazda-com/en/pdf/innovation/monozukuri/technology/tech-review/2003/2003_no001.pdf
15. https://carview.yahoo.co.jp/news/detail/cba2a2c410c331af5e1ea24265b0c2f04e8502fd/
16. https://vabene-d.com/trivia/rotary-engine
17. https://www.goo-net.com/magazine/contents/purchase/32149/
18. https://www.mitsui-direct.co.jp/img_v3/car/guide/mycar_guide/new/rotary-engine/img02.png?sa=X&ved=2ahUKEwjLt4XpvK-MAxUtklYBHReUMPQQ_B16BAgHEAI
19. https://www.mazda.co.jp/cars/mx-30/special-contents/rotary_engine/
20. https://www.youtube.com/watch?v=gnACVoccfVo
21. https://221616.com/car-topics/20230530-1/
22. https://www.goo-net.com/magazine/carmaintenance/repair/216567/
23. https://www.mazda.com/content/dam/mazda/corporate/mazda-com/ja/pdf/innovation/monozukuri/technology/tech-review/2003/2003_no001.pdf

Perplexity の Eliot より: pplx.ai/share

ロータリーエンジンとレシプロエンジンの燃費の差は、走行条件や車種によって異なりますが、一般的にロータリーエンジンは燃費が悪いとされています。具体的な数値を挙げると、ロータリーエンジン搭載のマツダRX-8の実燃費は、市街地で約7.6km/Lから7.32km/L、高速道路では約10.0km/Lから10.2km/Lです12。

一方、同クラスのレシプロエンジン車は、市街地で約10km/Lから15km/L、高速道路では約15km/Lから20km/L程度の燃費を達成することが一般的です。これは、ロータリーエンジンの構造上、熱損失が大きく、低速回転での効率が低いためです345。

したがって、ロータリーエンジンは特に低速域での燃費が劣る傾向がありますが、定速走行や高速回転でのパフォーマンスではある程度の燃費を実現することも可能です。

Citations:

1. https://magazine.cartune.me/articles/4090
2. https://autoc-one.jp/nenpi/5002127/
3. https://www.hai-sya.com/column/mazda_rotary.html
4. https://www.carsensor.net/contents/market/category_1491/_67635.html
5. https://carview.yahoo.co.jp/ncar/catalog/mazda/rx-7/chiebukuro/detail/?qid=1486094734
6. https://www.youtube.com/watch?v=YS96vrdqD1Y
7. https://car-me.jp/articles/4977
8. https://carview.yahoo.co.jp/ncar/catalog/mazda/rx-8/chiebukuro/detail/?qid=1385420123
9. https://motor-fan.jp/mf/article/189360/
10. https://www.car-byebuy.com/column/article/1693/
11. https://carview.yahoo.co.jp/ncar/catalog/mazda/rx-7/chiebukuro/detail/?qid=12273800997
12. https://www.mitsui-direct.co.jp/car/guide/mycar_guide/new/rotary-engine/
13. https://bestcarweb.jp/feature/column/775736?prd=2
14. https://221616.com/car-topics/20230530-1/
15. https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00064/00115/
16. https://e-nenpi.com/article/detail/375044
17. http://iikagenna.blog92.fc2.com/blog-entry-76.html
18. https://clicccar.com/2020/07/18/992633/
19. https://recharge.jp/blog/ecocpu/bom/rotarybase/%E3%83%AD%E3%83%BC%E3%82%BF%E3%83%AA%E3%83%BC%E3%82%A8%E3%83%B3%E3%82%B8%E3%83%B3%E7%87%83%E8%B2%BB%E3%81%AE%E5%9F%BA%E7%A4%8E%E3%80%807/
20. https://www.youtube.com/watch?v=Mms43XZYhbY

Perplexity の Eliot より: pplx.ai/share

商業ベースでロータリーエンジンを採用したメーカーは、マツダ以外にはいませんでした。マツダは1967年に「コスモスポーツ」で市販車としてロータリーエンジンを採用し、その後も長年にわたりロータリーエンジン車を生産していました13。

ただし、NSUは「Ro80」という車種でロータリーエンジンを採用しましたが、これはマツダほどの長期的な量産ではありませんでした3。また、スズキは2輪車「RE-5」に独自開発のロータリーエンジンを搭載しましたが、これも自動車ではありません1。

現在では、トヨタやマツダがロータリーエンジンをレンジエクステンダーや発電機として利用する計画がありますが、これは主に電気自動車のバッテリーを補助するためのものです24。

Citations:

1. https://www.goo-net.com/magazine/carmaintenance/repair/217223/
2. https://kuruma-news.jp/post/865431
3. https://merkmal-biz.jp/post/13114
4. https://autoc-one.jp/toyota/special-5001145/
5. https://kuruma-news.jp/post/811399
6. https://kuruma-news.jp/post/217039/2
7. https://www.youtube.com/watch?v=HXADaosMjGM
8. https://www.mazda.co.jp/carlife/classicmazda/story/7/
9. https://www.goo-net.com/magazine/carmaintenance/repair/216564/
10. https://www.mazda.co.jp/cars/mx-30/mx-30_rotary-ev/
11. https://hk-report.com/column/2023/10/c_231012/
12. https://www.mazda.com/ja/about/history/1980-1989/
13. https://www.webcg.net/articles/-/50319
14. https://www.pref.hiroshima.lg.jp/site/onlyonenoonezigyou/1172478115551.html
15. https://kuruma-news.jp/post/235397
16. https://smart-mobility.jp/_ct/17739014
17. https://automobile-council.com/news/12173/
18. https://clicccar.com/2018/06/04/594591/
19. https://www.netdenjd.com/articles/-/312088
20. https://www.netdenjd.com/articles/-/251372

Perplexity の Eliot より: pplx.ai/share

レンジエクステンダーとは

レンジエクステンダーは、電気自動車（EV）の航続距離を延長するために搭載される小型発電機からなるシステムです。主に小排気量のガソリンエンジンやディーゼルエンジンが使用され、バッテリーの電力が低下した際に発電してバッテリーに給電します16。これにより、充電ステーションが見つからない場合でも、ガソリンスタンドで燃料を補給して走行を続けることが可能です6。

ロータリーエンジンをレンジエクステンダーに利用する理由

ロータリーエンジンをレンジエクステンダーに利用する理由は以下の通りです：

• コンパクトさ: ロータリーエンジンは部品点数が少なく、構造がシンプルで小型化が可能です。これにより、車体のスペースを有効に活用できます35。
• 静粛性: ロータリーエンジンは振動や音が少なく、エンジン作動時の車内音を大幅に軽減できます25。
• 多燃料対応: ロータリーエンジンはさまざまな燃料に対応しやすく、災害時などの緊急用としても有用です4。
• 低回転での効率: 発電専用として使用する場合、低回転での効率を高めることが可能です7。

マツダはこれらの特性を活かし、MX-30にロータリーエンジンをレンジエクステンダーとして搭載しています8。

Citations:

1. https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AC%E3%83%B3%E3%82%B8%E3%82%A8%E3%82%AF%E3%82%B9%E3%83%86%E3%83%B3%E3%83%80%E3%83%BC
2. https://kuruma-news.jp/post/242920/2
3. https://car.watch.impress.co.jp/docs/news/628637.html
4. https://www.webcartop.jp/2021/07/742986/
5. https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00001/08045/
6. https://www.goo-net.com/magazine/newmodel/car-technology/40777/
7. https://car-me.jp/articles/11294
8. https://smart-mobility.jp/_ct/17655004
9. https://sgforum.impress.co.jp/article/5334?page=0%2C3
10. https://ev-times.com/2023/06/07/10052
11. https://www.webcg.net/articles/-/28954
12. https://nickelinstitute.org/jp/blog/2024/december/extended-range-electric-vehicles-the-practical-middle-ground-between-evs-and-hybrids/
13. https://news.yahoo.co.jp/articles/6d657f91f6d680121dfa38a016ecc56f5d812013
14. https://car.motor-fan.jp/tech/10005201
15. https://dictionary.goo.ne.jp/word/%E3%83%AC%E3%83%B3%E3%82%B8%E3%82%A8%E3%82%AF%E3%82%B9%E3%83%86%E3%83%B3%E3%83%80%E3%83%BC/
16. https://www.webcg.net/articles/-/43520
17. https://car.motor-fan.jp/tech/10009586
18. https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00064/00115/
19. https://newsroom.mazda.com/ja/publicity/release/2023/202309/230914b.html
20. https://www.autocar.jp/post/895583
21. https://news.yahoo.co.jp/articles/5f219756fd70d3514e592b961bec651c28bf282d
22. https://jbpress.ismedia.jp/articles/-/76502
23. https://motor-fan.jp/tech/article/13882/
24. https://www.autocar.jp/post/906683
25. https://kakakumag.com/car/?id=20971
26. https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/02833/100800004/
27. https://bestcarweb.jp/feature/column/343868?prd=2
28. https://www.mazda.co.jp/cars/mx-30/mx-30_rotary-ev/
29. https://kunisawa.net/car/car_latest-information/%E3%83%9E%E3%83%84%E3%83%80%E3%80%81%E3%83%AD%E3%83%BC%E3%82%BF%E3%83%AA%E3%83%BC%E3%82%A8%E3%83%B3%E3%82%B8%E3%83%B3%E3%82%92%E4%BD%BF%E3%81%86%E3%83%AC%E3%83%B3%E3%82%B8%E3%82%A8%E3%82%AF%E3%82%B9/
30. https://news.yahoo.co.jp/articles/13d0e7fc97fbb958adf68be40440aa4f9dbfae3d
31. https://www.os-engines.co.jp/web_content/202207/index_1.html
32. https://www.fukuta-motor.com.tw/jp/news_i/K06/N2024090500001
33. https://www.goo-net.com/knowledge/16620/
34. https://ev-times.com/2024/11/15/28107
35. https://www.tdk.com/ja/tech-mag/knowledge/188

Perplexity の Eliot より: pplx.ai/share

はい、正解です。レンジエクステンダーや発電機としての利用は、どちらもエンジンを用いて電力を生成するという点で共通しています。レンジエクステンダーは特に電気自動車の航続距離を延長するために、車両が走行中にバッテリーを補充するための発電機として機能します。一方、一般的な発電機としての利用は、車両以外の用途で電力を供給する場合に使用されます。

どちらの場合も、ロータリーエンジンのコンパクトさや静粛性が活かされることが期待されています。

Perplexity の Eliot より: pplx.ai/share

ロータリーエンジンの低速回転時の効率が低いのは、主に自動車用として設計された場合の特性です。自動車用としては、エンジンが広範囲の回転数で高出力を発揮する必要がありますが、ロータリーエンジンは高回転域でのパフォーマンスが優れている一方で、低速回転での吸排気効率が劣ることがあります。

一方、発電専用として使用する場合、エンジンは特定の回転数で安定した出力を維持する必要があります。このような用途では、エンジンを低回転で安定した状態で運転することが可能です。さらに、発電専用の場合は、エンジンの出力が直接車輪に伝達される必要がないため、トルクやパワーの要求が異なります。

このため、発電専用のロータリーエンジンは、低回転での効率を高めるための最適化が可能です。具体的には、燃焼室の設計や燃料噴射の調整、排気システムの改良などが行われることがあります。これにより、低回転での燃費や効率を改善することができます。

また、発電専用の場合、エンジンの負荷が比較的一定であるため、エンジン管理システム（ECU）を通じて最適な燃料供給や点火タイミングを制御し、効率を向上させることが可能です。自動車用では、急加速や減速など、負荷が変動することが多く、効率を最適化するのが難しい場合があります。

Perplexity の Eliot より: pplx.ai/share

その通りです。ロータリーエンジンの基本的な仕組みは同じですが、使用目的や運用条件によって異なるチューニングが行われるため、特性が大きく異なります。特に、自動車用と発電専用では、エンジンの運転条件や要求される性能が異なるため、エンジンの設計や調整が異なることが多いです。

例えば、自動車用では急加速や減速が頻繁に起こるため、広範囲の回転数で高出力を発揮することが求められます。一方、発電専用では、特定の回転数で安定した出力を維持することが重要です。このため、燃料供給、点火タイミング、排気システムなどが異なる方法で最適化されます。

また、発電専用の場合、エンジンが長時間連続して運転されることが多いため、耐久性や信頼性も重要な要素となります。したがって、部品の強化やメンテナンスの容易さも考慮されることがあります。

このように、同じロータリーエンジンでも、使用目的によって異なる特性を引き出すことが可能です。

Perplexity の Eliot より: pplx.ai/share

ロータリーエンジンは、さまざまな燃料に対応しやすい特性があります。具体的には、以下のような燃料が使用可能です：

• ガソリン: 最も一般的な燃料で、ロータリーエンジンの基本的な燃料です。
• 水素: 水素燃料エンジンとしても開発されており、CO2排出量ゼロのクリーンエネルギーとして注目されています23。
• 灯油: 災害時などでの代替燃料としても使用可能です1。
• LPG（液化石油ガス）: 多様な燃料に対応可能な特性を活かして使用できます3。
• CNG（圧縮天然ガス）: 天然ガスを圧縮した燃料としても利用可能です3。
• カセットコンロ用ボンベ: 災害時などの緊急用としても使用可能です1。

このように、ロータリーエンジンは多様な燃料に対応できるため、特にインフラが整っていない地域での利用や、災害時の代替燃料としても有用です。

Citations:

1. https://www.nitto-mfg.com/hre1_jp/
2. https://www.goo-net.com/magazine/contents/purchase/37571/
3. https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00001/08533/
4. https://www.mitsui-direct.co.jp/car/guide/mycar_guide/new/rotary-engine/
5. https://carview.yahoo.co.jp/ncar/catalog/mazda/eunos_cosmo/chiebukuro/detail/?qid=1261361842
6. https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/mag/at/18/00112/00001/
7. https://car.motor-fan.jp/tech/10017399
8. https://toyotatimes.jp/toyota_news/multipath/002_1.html
9. https://www.faq.mazda.com/faq/show/8679?category_id=1236&site_domain=default
10. https://carview.yahoo.co.jp/ncar/catalog/mazda/rx-7/chiebukuro/detail/?qid=1328354583
11. https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B4%E7%B4%A0%E3%83%AD%E3%83%BC%E3%82%BF%E3%83%AA%E3%83%BC%E3%82%A8%E3%83%B3%E3%82%B8%E3%83%B3
12. https://e-nenpi.com/article/detail/375044
13. https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AD%E3%83%BC%E3%82%BF%E3%83%AA%E3%83%BC%E3%82%A8%E3%83%B3%E3%82%B8%E3%83%B3
14. https://car.motor-fan.jp/article/10016010
15. https://bbs.kakaku.com/bbs/70100510331/SortID=1711708/
16. https://www.webcg.net/articles/-/50319
17. https://carview.yahoo.co.jp/ncar/catalog/mazda/rx-8/chiebukuro/detail/?qid=13312815833
18. https://motor-fan.jp/mf/article/282233/
19. https://toyokeizai.net/articles/-/358546?display=b
20. https://www.mazda.com/content/dam/mazda/corporate/mazda-com/en/pdf/innovation/monozukuri/technology/tech-review/2023/2023_no010.pdf

Perplexity の Eliot より: pplx.ai/share