第2章　エンジンに見る慣性モーメント

 

【マルチの目指す方向】

 

　1950年代までの日本製オートバイは運搬の為の実用品でした。

 

まだスポーツ性は考えていませんでした。

 

また、技術力の差もあり、現在の交通の流れに乗るには辛い面があります。

 

ヨーロッパの1950年代は、ジレラが世界ＧＰを席巻していました。

 

そして60年代はジレラのエンジニアを引き抜いたＭＶが、世界ＧＰを席巻していました。

 

ホンダは、ＭＶのＤＯＨＣ並列四気筒と対等に戦えるエンジンを目指しました。

 

ホンダのオートバイは、MVを手本にしながら高回転高出力を目指しました。

 

低回転のトルクは小さくとも、高回転で馬力を稼ぎました。

 

1秒間に回転する角度に慣性モーメントを掛けるとトルクになります。

 

同じ回転数でも慣性モーメントが大きいとエンジンの回る力、トルクは大きくなる。

 

慣性モーメントが小さいエンジンは、高回転でトルクを稼ぐ。

 

ショウトストロークでマルチシリンダー化を勧めるホンダは、ついには六気筒まで作りました。

 

横に広がったエンジンはバンク角を稼ぐ為、高い位置に配置されました。

 

ストロークを小さくし、フライホイールまでも小さくした為、慣性モーメントは小さくなり、微低速での安定性は失われました。

 

小さな慣性モーメントと高い重心位置で安定性を失った車体を安定させる為に、複雑なサスペンション構造を必要としました。

 

多気筒化で重くなった車体は更に重くなり、更に複雑な足回りを必要とする悪循環を繰り返しました。

 

重い車体は小さな慣性モーメントのまま更に重くなる。

 

円盤の大きな駒は回転数が落ちても安定し、同じ重さでも円盤の小さな駒は回転数が落ちると安定性を失い、倒れます。

 

人間の感性とは違う方向に進化してしまいました。

 

故障知らずと広い販売網でメグロ、陸王、魅力的なライラック等を押しのけ、ホンダは今や世界一になり、オートバイが広く一般に普及しました。

 

その影で、低回転、低圧縮比、低馬力、高トルクのエンジンは旧車にしか見られなくなりました。

 

【500cc 4気筒のトルク変動の概略】

 

４サイクルは1回転おきに発火するので、3000rpmで回っているエンジンは１分間に3000回転します。

 

3000÷60秒＝50回転、1秒間では50回転しています。

 

1秒間に25回火が入る、これが単気筒のエンジンです。

 

これが4個並ぶと、４気筒は25×4＝1秒間に100回火が入る事になります。

 

これだけ火が入るとモーターのようにスムーズなエンジンになり、鼓動も何もありません。

 

125ccが4個並んでいるだけです。

 

　125cc単気筒を検証してみます。

 

1970年のホンダSL125、単気筒の最大トルクは8,000回転で1kgmです。

 

　　

 

図のピストン位置は排気量の違いから分かり易く書いた物であり、実際のストロークを表すものではありません。

 

ちなみに実際のストロークは125ccの1957年型ホンダベンリー単気筒では49mm〜同年式メグロレジナE2で58mm程度。

 

250ccの1972年型ホンダSL250で57,8ｍｍ〜1950年代後期のメグロS3で75mm。

 

500ccではヤマハSR500で約84mm〜メグロZ7では94mmになっています。

 

最高回転数を何処に置くかで、ストロークはかなり違っています。

 

あくまで目安として、ご覧ください。

 

　　

 

1個あたり1kgmのトルクを4個並べると単純計算で4kgmになります。

 

1973年、ホンダCB500の最大トルクは毎分7,500回転で4,1kgmです。

 

　　

 

125ccで1kgmのトルク、４個のシリンダーのトルク変動の概略

 

　　

 

青のラインに火が入るとき、赤は点火直後です。

 

スムーズに回るので、最小トルクも単気筒に比べ大きくなります。

 

トルク変動はかなり小さいと考えられます。

 

四本のトルクの合計を考えます。

 

最小値は単気筒に比べ、かなり大きくなります。

 

最大トルクは約4kgm、落差はかなり小さくなります。

 

スムーズな回転になりますが、鼓動はありません。

 

　　

 

【1000cc 4気筒におけるトルク変動の概略】

 

次に４サイクル単気筒250ccを検証してみます。

 

４サイクルは1回転おきに発火するので、3000rpmで回っているエンジンは1分間に3000回転します。

 

3000÷60秒＝50回転、1秒間では50回転しています。

 

クランク2回転で1回火が入ります。

 

1秒間に25回火が入る、これが４サイクル単気筒のエンジンです。

 

 

図のピストン位置は排気量の違いから分かり易く書いた物であり、実際のストロークを表すものではありません。

 

ちなみに実際のストロークは125ccの1957年型ホンダベンリー単気筒では49mm〜同年式メグロレジナE2で58mm程度。

 

 

250ccの1972年型ホンダSL250で57,8ｍｍ〜1950年代後期のメグロS3で75mm。

 

500ccではヤマハSR500で約84mm〜メグロZ7では94mmになっています。

 

最高回転数を何処に置くかで、ストロークはかなり違っています。

 

あくまで目安として、ご覧ください。

 

 

1000cc並列４気筒を検証します。

 

 

単気筒は一つのクランクが２回転し、これで1行程の仕事を終えます。

 

1行程で一回火が入ります。

 

その間に４気筒エンジンは4回火が入ります。

 

トルク変動は小さく、そこに鼓動はありません。

 

1972年のホンダ単気筒、SL250の最大トルクは2kgmです。

 

これを4個並べると1,000ccで8kgm。

 

ちなみにカワサキの4気筒900cc、Z1の最大トルクは7,5kgmです。

 

CB500同様にトルク変動は小さく、やはり鼓動はありません。