横型エンジンのピストンは下側だけ磨耗しないのでしょうか？

質問

横型エンジンのピストンは下側だけ磨耗しないのでしょうか？
車でも横型エンジンというのがあるみたいですが（レガシィなど）横型エンジンにするメリットはなんなのでしょうか？
激しくピストン運動するのですから、いわゆる重力を受ける下側が押し付けられ磨耗しやすいのではないでしょうか？

回答No.13

fivrizo · ベストアンサー

ごめんなさい
写真の説明が無かったです。

最初の写真はピストンの下側です。底側って言った方がいいかな

今回の写真はシリンダーの壁の底側です。

新しい車は精度が出ていますから
極端な傷はつかないはずですが
傷を付けないために定期的なオイル交換はしてあげてくださいね

お礼

参考画像ありがとうございました。

回答No.16

４ 1/2（@1143）

>>逆に圧縮するときは下側に負荷がかかるよう（コンロッドが上に傾斜している）にすれば解消できるのではと思いました。

　それでは、対向できず、横倒しの直列エンジンにしかなりません。

>>クランクの中心　シリンダーの中心を少しずらしている
>>これはどういうことちょっと分かりませんでしたが非常に驚きで初耳でした。

　この絵はかなりオーバーですが、古くから有る技術で、ほとんどのエンジンは、大なり小なりオフセットさせています。

参考URL：

http://www2.yamaha-motor.jp/bike-word/word.asp?id=393

お礼

たしかにそうでした。単気筒ならまだしも水平対向エンジンの場合は成り立ちませんよね。
この図は大げさですがオフセットの構造自体はとてもよく分かりました。

ということは単気筒のバイクのような場合は、向かって左にヘッドがあるとして
爆発時にコンロッドが右下を向く、回転は時計と逆回り回転、
オフセットを若干下にセッティングすれば相殺できるのかも知れませんね。
そこまでするとやりすぎでオフセットは要らないか、むしろ上にセッティングしたほうがいい位かも知れません。オフセットは逆側に設定すること自体ありえないのかも知れませんが。

でも新たな疑問が生じました。なぜピストン→クランクは逆回転しないのでしょうか？
ギアを入れた状態で、押しがけではなく、引きがけをすればバック回転してしまうんじゃないでしょうか。
なんて別のとこでやったほうがいいですね。

回答No.15

nourider

6の者です
どうしても重力による偏摩耗を信じたいようですが、ピストンそのものがシリンダーに対して完全に垂直に上下しているわけではなく、常に揺さぶられているわけですし、排気側と吸気側では温度も一様ではなく偏っていますので、金属の熱膨張や鉄とアルミの膨張率の差などシリンダーの円形を歪ませる要因も多々あります。バーチカルなエンジンでもシリンダーやピストンが偏摩耗するのはこのためです。

上記要因に比べると重力による偏摩耗は無視できると思います。

そもそも横型エンジンがそんなに重力要因による偏摩耗があるのでしたら世界で一番普及している乗り物であり、最も多く生産されているエンジン「ホンダスーパーカブ」のエンジンが横型である理由が考えられません。

お礼

たしかにそうですね。それらの要因はどのエンジンにも影響があるものであってそれ＋ということです。
ただNo12～14の方の参考画像を見る限りやはり一応は影響があるようです。
それが過酷な状況ならまだしも普通に１０年以上乗り続けたとしても、それは経年劣化という形でしか認識できず無視できる範囲と感じられるようですが、全くないとは言い切れないのではないかと思います。

要するに長く乗ってればそれなりにトルクが落ちてくると感じるのは当たり前であり、
それは編磨耗によるプラス影響が少なからずあるという認識に至ってないだけなんじゃないかと思うんです。

実際にカブと同じ横型エンジンのバイクは多いですがはっきり言ってトルクが落ちてくると感じるのが早い気がします。メンテにもよると思いますが２年くらいで、当初のアクセル開度と回転数と比べてスピードがすぐ出にくくなったなと感じました。たしかに丈夫で長く走りはすると思うのですが。あくまで個人的な感想です。
走るのと乗りやすいのとトルクはまた別です。ていうかカブにそこまでトルクを気にする人がいないと思うんですよね。
おそらくスペースの問題だと思います。あの形状で縦型にするのはフレームが邪魔すぎますし冷却効率も悪い気がします。

長く乗っていてピストンリングの編磨耗があれば爆発力の抜けは大きくなりトルクはそれだけ落ちると思いますが、それが１０年乗ってほんの数ヶ月早くなるということであればおっしゃられるとうり無視できる範囲ということであって、厳密に言えば　寿命の長さ=垂直型＞水平型ということが言えると思います。

むしろ乗り物である以上地面の凹凸で車は常にバウンドしてるのでその際に受ける影響も蓄積してより早くなるんじゃないかと思います。

ただおおむね無視できる範囲というのは納得できます。小型化や低重心の安定性と引き換えにちょっとだけ寿命に影響があるのと整備性の悪さを引き換えにしてるといったところでしょうか。

回答No.14

fivrizo

ついでですので参考程度に

アメリカの有名なエンジン（ある程度精度の高いエンジン）
のＶ型のシリンダー内部ですが
精度がでていてもはやり動いている以上は写真のようになります

お礼

参考画像ありがとうございました。

回答No.12

fivrizo

国産の精度がしっかりでているものなら
傷はつきにくいですよ
それにちゃんとオイル交換をしてあげている車両でしたらね
ピストンのＴＯＰ側にリングがついていて
下側にもリングがついて完全に浮いている状態ならピストンは
傷がつきにくいと思いますが・・・・

基本的に国内の車のエンジンってもうオーバーホールするような
時代ではないので多少の筋が入ろうが入って無かろうがわからない
ってのが正解だと思いますよ

車ではなくバイクのですがボクサーエンジンの写真乗せておきますので
参考にされては？

お礼

参考画像非常に参考になります。これはピストンに直接傷がついていますね。ピストンリングがある以上シリンダーとそこまで強く接触することはないと思いますが（さらには潤滑油もあるので）車体自体のバウンドの繰り返しによるものかと考えられますよね。ピストンとシリンダー自体がこうであればピストンリングもおそらく編磨耗してると考えるのが妥当ですね。有難うございました。

回答No.11

４ 1/2（@1143）

>>ただこの図で示すと、逆に上がる場合も右側にかかりませんか？

　圧縮する時には、コンロッドが逆向きに傾斜しているので、逆側の壁面に負荷が掛かります。
　けれども、圧縮する時の負荷よりも、混合気が燃焼してピストンが下がる時の方が比べ物にならないくらい負荷が大きい（だからこそ、エンジンが回ります。）です。実際にはこの負荷を減らすために、クランクの中心と、シリンダーの中心を、数ミリずらして負荷を減らすようにしていますが、その違いは、せいぜい１キロの、ピストンや、コンロッドの重さとは比べ物にならないので、気にする必要は有りません。

お礼

それでは水平対向エンジンの場合、爆発により下がる時のコンロッドの傾斜をシリンダーの上側に負荷がかかるようにし、（ヘッドが左の場合、横から見るとコンロッドは下に傾斜）
逆に圧縮するときは下側に負荷がかかるよう（コンロッドが上に傾斜している）にすれば解消できるのではと思いました。

＞負荷を減らすために、クランクの中心と、シリンダーの中心を、数ミリずらして負荷を減らすようにしています＞
クランクの中心　シリンダーの中心を少しずらしている
これはどういうことちょっと分かりませんでしたが非常に驚きで初耳でした。

回答No.10

i01ka

もう一つオイル漏れに関してですが、
これはタッパに水を入れて横倒ししているようなものですから起きやすくて当然です。
それでもそのデメリットに勝るメリットがあるから採用しているのです。
そして過去から問題とされてきていましたので現在ではかなり改善されていて、
もうそれほど心配する必要は無いそうですよ。
浸透性の高い化学合成オイルさえ入れなければ全然大丈夫らしいです。
過去にガラスのミッションと言われたこともあり、
いまだにそのことを現行車に対しても言う方がいますが、
現在では十分な耐久性を確保していますので間違った認識です。
何事においてもそうでしょうが、
一度不のイメージがつくと払拭するのは難しいことなのでしょう。
ご参考まで。

お礼

非常に参考になりました。有難うございました。

回答No.9

i01ka

どの車もシリンダーは垂直に立っているわけではありません。
水平までいかずともエンジン自体が倒されていたりV型など様々です。
垂直以外ならそういった場合にも軽度であったとしても偏摩耗することになるはずですが、
そういった話はきいたことがありません。
エンジンオイルには金属部品の間に入り込んでミクロ単位で金属同士を離して浮かせる効果もあります。
ピストンもエンジンオイルで潤滑されていますのでフローティングしているようなものではないでしょうか。
直接接触していない接触しても極々わずかで誤差の範囲みたいなものならば、
問題とならないのも頷けます。
ご参考まで。

お礼

たしかにほとんどのエンジンは少し傾いてますよね。なので問題とはならずも少なからずその影響はあってトルクの低下などあるけど無視できるレベルなので無視してるという事じゃないでしょうか。1番いいのは垂直だと思いますが、低重心化で車体が安定するということなのでそのメリットのほうが勝つんですかね。
特にレーシングカーとかはいいと思います。

回答No.8

kan3

スバルの水平対向ですが、別に発生しているトラブルと比較すると、完全に無視できるレベルのようです。
O/Hすると偏磨耗は確かにあり得るとの事。
でも、直列４気筒でも偏磨耗はあるので、水平だからという事でも無さそう。

言い換えると、もっと困ったトラブルが発生しているので、そこまで気にしていてもしょうがない。

※弱点はOIL漏れです。

お礼

有難うございます。直列４気筒でも偏磨耗があるんですか。それはどういった理由でしょうか？
ヘッドのOIL漏れは他の回答者様も指摘されてましたが重要ですね。即座に修理＆整備が必要なレベルです。

回答No.7

rgm79quel

EJ20等
実際には偏摩耗があるようですね。

有る程度織り込み済みで設計されているのがその証明です。

実際に偏摩耗するとも思います。

お礼

ありがとうございます。自分では調べてみたんですが実際に織り込み済みで設計されているか確認できませんでしたが、貴重な情報有難うございました。

回答No.6

nourider

2さんの言うように重力の影響などほとんどありません。その他にも星形エンジンなどもありますしね。そもそもピストンとシリンダーはほとんど隙間無くできています、重力程度の力で偏ってしまうようでしたらその隙間からガスが漏れてエンジンそのものが動きません。

たとえばあなたがセックスしたとき、チ◎ポの下側が擦り切れたりします？しませんよね。

お礼

ただエンジンの場合は一回の走行で何百万回と動くわけで、一年も経てばその影響は大きいです。
それを考えるとセックスと比較してる時点で非常に浅はかで的外れな意見です。

補足

あとちなみにほとんど隙間ないということですが微量でもクランク室内に燃えカスが入り込んでるわけですよね。それはどのような状態で処理されるのでしょうか。ただこびりつくだけですか。

ピストンとシリンダーの間はきっちり設計しておけばどの方向に倒しても偏ると言う事はないでしょうが、（予めその点も計算すれば）物理上重力による影響を全く受けないとは考えられません。