直列4気筒

インライン・フォー・エンジンStraight-four)は、4つのシリンダーを持つ内燃機関である。4つのシリンダーは、1本のクランクシャフトに沿って直線的に取り付けられている。ガソリン、ディーゼル、天然ガスなど、さまざまな種類の燃料を使用することができます。

シリンダーのシングルバンクは、垂直方向(直立)の場合と、斜めになっている場合がある。シリンダーが斜めに取り付けられている場合は、スラントフォーと呼ばれることもある。直列4気筒エンジンを略語で記載する場合、I4またはL4longitudinalの意)と記載される。L4は、1という数字とIという文字の混同を避けるために使われることが多い。

直列4気筒のレイアウトは、機械的にシンプルなエンジンです。基本的なエンジンバランスが自然である。1気筒、2気筒、3気筒のエンジンに比べて、スムーズに動く。そのため、エコノミーカーに人気があります。しかし、二次的なエンジンバランスに問題があります。そのため、小さいエンジンでは細かい振動が発生します。この振動は、エンジンの大きさや出力が大きくなるほど大きくなります。大型車のパワフルなエンジンでは、この問題を回避するためにエンジンのレイアウトを変えている。

アルミ製4気筒エンジンブロックZoom
アルミ製4気筒エンジンブロック

インラインフォーエンジンのアニメーションZoom
インラインフォーエンジンのアニメーション

変位

この直列4気筒のガソリン構成は、排気量(エンジンの大きさ)が2.4Lまでの車に最も多く採用されており、ポルシェはスポーツカーの944 S2や968に3.0Lの4気筒を採用していた。アンティークの車は、馬力やトルクを開発するために排気量を大きくする傾向があった。A型フォードは、3.3Lの直列4気筒エンジンを搭載していた。

4気筒のディーゼルエンジンは、ガソリンエンジンに比べて低回転で、3.0Lを超えるものが多い。トヨタは4.1Lのディーゼルエンジンを作り、トヨタ・メガクルーザーに搭載しました。さらに大きな4気筒エンジンは産業用に使われ、4.6L程度まで作られることが多い。

また、排気量は非常に小さいこともあります。日本で販売されている車の中には、エンジンが660ccしかないものもあります。

レース使用

1913年のインディアナポリス500では、プジョーを駆るジュール・グーが優勝した。この車は、アーネスト・ヘンリーが設計した直列4気筒エンジンを搭載していた。この設計は、レース用エンジンに大きな影響を与えた。DOHC(デュアル・オーバーヘッド・カムシャフト)と4バルブを採用した最初のエンジンである。これがレース用直列4気筒エンジンの標準設計となった。

このプジョーは、アメリカ人ドライバーの "ワイルドボブ "バーマンに販売された。バーマンは1915年にエンジンを壊してしまった。第一次世界大戦のため、プジョーは新しいエンジンを納入できなかった。バーマンは、ハリー・アーミニウス・ミラーに新しいエンジンの製作を依頼した。ミラーは、ジョン・エドワード、フレッド・オッフェンハウザーとともに、新しいエンジンを作った。そのデザインは、プジョーの直列4気筒エンジンをベースにしたものだった。このエンジンは、1976年までインディアナポリス500を席巻したエンジンの最初のバージョンである。当初、このエンジンはミラーと名付けられていた。後にオッフェンハウザーと呼ばれるようになった。オッフェンハウザー・エンジンは、1971年から1976年までインディアナポリスで5連勝した。1981年になって、コスワースV8エンジンなどがこれを駆逐してしまったのである。

第二次世界大戦前に開催されていたヴォワチュレット・グランプリでは、直列4気筒のエンジンが多く使用されていた。これらのマシンは、戦後に改造されて再利用された。これらは、現在のF1の始まりとなった。

ベルト駆動のダブルオーバーヘッドカムシャフトと4バルブ/シリンダーを持つ直列4気筒エンジンの主要な内部可動部を示すCG画像。Zoom
ベルト駆動のダブルオーバーヘッドカムシャフトと4バルブ/シリンダーを持つ直列4気筒エンジンの主要な内部可動部を示すCG画像。

オートバイの使用

現代の直列4気筒エンジンは、1970年代にホンダが発売したシングルオーバーヘッドカムシャフトの「CB750」で人気を博しました。直列4気筒エンジンは、ストリートバイクの最も一般的なエンジン構成の一つとなっている。直列4気筒エンジンが一般的なのは、比較的高い性能対コスト比を持つからである。日本のすべての二輪車メーカーが直列4気筒エンジンを搭載したモーターサイクルを発売している。

ホンダCB750エンジンZoom
ホンダCB750エンジン

質問と回答

Q: 直列4気筒エンジンとは何ですか?


A:インライン4エンジンとは、4つのシリンダーが1つのクランクシャフトに沿って直線的に取り付けられている内燃機関です。

Q: 直列4気筒エンジンの燃料の種類は何ですか?


A: 直列4気筒エンジンは、ガソリン、ディーゼル、天然ガスなど、さまざまな種類の燃料を使用することができます。

Q:スラントフォーエンジンとは何ですか?


A: スラントフォーエンジンとは、シリンダーが斜めに取り付けられている直列4気筒エンジンのことです。

Q:直列4気筒エンジンはどのように略称として記載されていますか?


A: 直列4気筒エンジンは、I4またはL4(longitudinalの意)と表記されます。L4は、数字の1とアルファベットのIの混同を避けるために使われることが多いようです。

Q:なぜ直列4気筒エンジンはエコノミーカーに人気があるのですか?


A:直列4気筒エンジンは、エンジンの基本バランスが自然で、1気筒、2気筒、3気筒エンジンに比べてスムーズなので、エコノミーカーに人気があります。

Q: 直列4気筒エンジンの2次的なエンジンバランスにはどんな問題があるのでしょうか?


A: 直列4気筒エンジンは、エンジンの二次バランスに問題があり、小さいエンジンでは微振動が発生します。この振動は、エンジンの大きさや出力が大きくなるにつれて、よりひどくなります。

Q: 高出力エンジンは、二次的エンジンバランスの問題を回避するために、直列4気筒エンジンと同じエンジンレイアウトを採用しているのですか?


A:いいえ、大型車に搭載される強力なエンジンは、二次的なエンジンバランスの問題を回避するために、異なるエンジンレイアウトを使用しています。

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