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水平対向エンジンのメリット・デメリット・オイル

更新日:2024年04月03日

水平対向エンジンの魅力について、世界最高峰のスポーツカー、ポルシェや、WRC三連覇という輝かしい功績を持つスバルが長年にわたって生産し続けているエンジンの、メリットおよびデメリットを解説します。また車両など水平対向エンジンの耳寄りな情報を紹介します。

水平対向エンジンのメリット・デメリット・オイル

水平対向エンジンのメリット・デメリットについて

私たちは水平対向エンジンと聞くと、何を連想するでしょう。かつてWRC(世界ラリー選手権)で三連覇を達成するなど、輝かしい功績を持つ日本の自動車メーカースバルや、1948年に最初の市販車として登場した356以来、現在も製造を続けているポルシェのエンジンは、水平対向エンジンとしては代表的で、車が好きな人なら誰もが憧れるエンジンといえます。

とは言え、車好きの心を揺さぶる水平対向エンジンとは、一体どういった特徴を持つエンジンでしょう。そのような水平対向エンジンの魅力や秘密について解説します。

水平対向エンジンとは

水平対向エンジン(すいへいたいこうえんじん)は、1896年にカール・ベンツが発明したレシプロエンジンの形式の一つです。カール・ベンツは、メルセデス・ベンツで有名なドイツの自動車会社、ダイムラー社の創業者の一人で、ガソリンエンジンを搭載した世界初の自動車を発明した人物です。

レシプロエンジン(reciprocating engine)とは、ピストンの往復運動を回転運動に変換し、動力源とするエンジンのことで、自動車のエンジンとしては最も一般的な物になります。

水平対向エンジンはその名のとおり、エンジンを構成するピストンとコンロッド(ピストンとクランクシャフトをつなぐ棒)を、中央のクランクシャフトを挟んで左右対称に、また地面に対して水平に(180°)配置したエンジンのことです。

ボクサーエンジン

水平対向エンジンでは左右対称に水平配置されたピストンが、中央のクランクシャフトを軸に、お互いそれぞれ同時に近づいたり、離れたりと対称的な動作させることで(水平対向)、車の走行性能や快適性に大きく影響するエンジンの振動を打ち消しあい、振動を少なくするという特徴があります。

またこのピストンが左右対称に動く様子が、ボクシング選手がグローブを打ち合わせる動作に良く似ていることから、水平対向エンジンは別名ボクサーエンジン(Boxer engine)と呼ばれています。

水平対向エンジンのメリット①重心が低い

水平対向エンジンはエンジンを構成するピストン、コンロッドと、それらを収めるシリンダーブロックを中央のクランクシャフトを挟んで左右対称に、また地面に対して水平に配置することから(クランクシャフトとシリンダーとの角度が180°)、別名フラットエンジンとも呼ばれます。

ポルシェのフラット6エンジン

フラットエンジン(水平対向エンジン)には最小の2気筒フラットツインから、最大16気筒のフラット16までが存在していて、その中で最も有名なのが1964年にデビューし、現在も市販車の中では最高クラスの走行性能を持つ車として製造を続けている、ポルシェ911に搭載される、水平対向6気筒(フラット6)エンジンです。

ポルシェはこのエンジンを使用したレーシングカーで、これまで数々のレースで優勝を重ね、世界のモータースポーツの歴史において華々しい功績を残し、現在も活躍しています。また市販車では最高峰モデルの911シリーズを始め、ミッドシップスポーツカーのボクスター、ケイマンにも水平対向エンジンを搭載しています。

重心の低さがコーナーリング性能を高める

水平対向エンジンはシリンダーを水平に配置したその形状から、エンジンの重心位置が低いという特徴があります。重心の低さは、車の走行安定性を高めるのに有利に働きます。重心の低さが最も影響するのは、コーナーリング中の車体の安定感です。

車がカーブを曲がる際には必ず、車が前に進もうとするのに対して外側へと引っ張る力、「遠心力(えんしんりょく)」が働きます。エンジンの重心位置が高い場合、この遠心力によって車体が外側に傾く現象(ロール)が大きくなり、コーナリング中の安定感が損なわれ、車が姿勢を崩しやすくなります。

これに対してエンジンの重心が低い場合は、重力によって車を路面に押し付ける力が増し、コーナリング中に遠心力で車体がロールするのを抑えて、より安定した姿勢で車を走らせることができます。

水平対向エンジンのメリット②振動が少ない

水平対向エンジンは別名ボクサーエンジンと呼ばれ、左右対称に水平配置されたピストンが中央のクランクシャフトを軸に、まるでボクシング選手がグローブを打ち合わせるみたいに同時に近づいたり、離れたりと対称的な動作させることで(水平対向)、エンジンの振動を打ち消しあい、振動を少なくするという特徴があります。

エンジンの振動は車の快適性に大きな影響を及ぼすばかりか、人間の健康に悪影響を及ぼす恐れがあり、エンジンの歴史上、世界中のあらゆるメーカーが、エンジンの振動を低減する技術に力を注いできました。

またエンジンの振動は、ピストンやクランクのスムーズな動きを妨げることから、車の走りの性能にも大きく影響します。

水平対向エンジンのメリット③最大の魅力はなめらかなフィーリング

水平対向エンジンはクランクシャフトを中心に、左右に水平配置したピストンを、ボクサーが打ち合うみたいに同時に近づいたり、離れたりを繰り返しながらエンジンが回ります。そのため、V型エンジンと違ってクランクとコンロッドを接合する、クランクピンを共用することができません。

コンロッド(連接棒)とは、ピストンとクランクとをつなぐ棒状の部品で、水平対向エンジンでは外側をピストン、内側をクランクピンと接続することで、ピストンの上下運動を利用してクランクを回転させ、車を走らせるための動力を生み出します。

常に一定のリズムで爆発するため回転バランスに優れる

水平対向エンジンは左右のピストンが同時に近づいたり、離れたりと対照的に動作するため、エンジンの燃焼室内で起こる爆発が、常に一定の間隔で起きる「等間隔爆発(とうかんかくばくはつ)」となるため、エンジンの回転バランスが優れています。

例えば水平対向4気筒の場合だと、クランクが180°回転するごとに「パタッ、パタッ」と常に同じ間隔で爆発が起こります。常に一定のタイミングで爆発しながらエンジンが回るので、非常にスムーズで運転していて気持ちのいい回転フィールとなります。

なめらかなエンジンフィーリングがポルシェの魅力

またポルシェの水平対向6気筒エンジンでは、クランクが120°回転するごとに等間隔で爆発が起こるため、4気筒よりもさらに細かい周期で爆発しながらエンジンが回転するために、回転バランスが完全に近い状態にまで優れています。

ポルシェを一度運転したことのある人はご存じでしょう。あの「シュルルン、シュルルン」という独特のなめらかなエンジンフィーリングは、6気筒ボクサーエンジンだからこそ実現できる、最高に気持ちのいい運転感覚です。それがポルシェというスポーツカーが持つ、最大の魅力の一つといえます。

水平対向エンジンのデメリット

水平対向エンジンのデメリットはエンジンの構造上、V型エンジンと比べてどうしてもエンジンの全長が長くなってしまうことです。これはピストンが左右対称に動作するボクサーエンジンのために、それぞれ気筒ごとにクランクピンが必要となるためです。

さらにクランクシャフトを中心にシリンダーが左右に水平配置されるという構造から、必然的にエンジンの横幅が広くなり結果的に体積の大きなエンジンとなってしまいます。

ポルシェは後輪の車軸よりもさらに後ろにエンジンを搭載するRR方式、またはボクスター、ケイマンではエンジンを座席と後輪車軸の間、車体のほぼ中央に搭載するMR方式ですので、エンジンの搭載位置を低くすることができ、水平対向エンジンには最適のレイアウトを採用しています。

横幅の広さはエンジンの搭載時に制約を受ける

しかしスバルは軽自動車を除く全車種に水平対向エンジンを搭載していますが、すべて車体の前部にエンジンを搭載したFF(前輪駆動)ならびにAWD(四輪駆動)方式です。

そのため横幅の広い水平対向エンジンでは、前輪のサスペンションユニットや、ステアリングラックといった操舵装置に干渉するため、エンジンの搭載位置をそれほど低くできず、低重心でコーナリング性能に有利という、水平対向エンジンのメリットをそれほど生かせないという指摘もあります。

それでもスバル車のハンドリングは、水平対向エンジンならではの高い安定性とナチュラルなステアフィーリングを実現しており、他メーカーの車両にはないスバルならではの魅力となっています。

構造が複雑で生産コストが高い

もう一つのデメリットは、直列エンジンなどに比べて複雑な構造となるため、部品点数も増えて生産コストが高くついてしまうことです。これはポルシェなど700万円から3000万円という、高価格なスポーツカーではあまり問題ではないですが、スバルみたいな低価格の実用車をラインナップしているメーカーでは、非常に重要な問題となります。

他には180°の水平に配置されたシリンダーのため、左右のシリンダーヘッドの間隔が大きく離れ、吸気管および排気管、燃料供給装置、バルブ駆動装置などの取り回しが煩雑となり、性能に大きく影響します。シリンダーが水平配置のため、エンジンオイルの潤滑油幕が不均一となり、他のエンジンの車に比べてオイル管理が厳しいなどがあります。

水平対向エンジンにオイルは

水平対向エンジンみたいにシリンダーが水平に配置されているエンジンでは、エンジンを潤滑するオイル被膜が不均一となり、シリンダー内部の偏摩耗といった問題を生じる恐れがあります。

ポルシェはエンジン本体とは別にオイルタンクを設置し、オイルポンプによってエンジン内部を潤滑する「ドライサンプ方式」を採用し、大量のオイルを使用してエンジンを保護するため、オイル管理に厳しいエンジンとなっています。

メーカー純正オイルが

ポルシェに限らず、エンジン下部にオイルパンを備えた、通常の「ウエットサンプ」方式のスバルでも、やはりエンジンオイルはメーカー指定品を使用しましょう。

ポルシェではメーカー指定エンジンオイルとして、エクソンモービル社が販売するMobil1(モービルワン)の100%化学合成オイルを採用しています。

またスバルでは自社製純正オイルの他、スポーツ走行を楽しむオーナーのために、英国カストロールブランドのオイルを純正指定品として採用しています。

水平対向エンジンのバイクは

水平対向エンジンを搭載したオートバイは、ドイツのBMWモトラッド社が製造販売するRシリーズ(アールシリーズ)です。こちらの水平対向二気筒(フラットツイン)エンジンは、1923年にBMWが最初に製造したオートバイ「R32」を原点とする、何と100年近くの歴史を持つエンジンです。

車体の左右にシリンダーが突き出すという、オートバイとしては特異な外観が特徴のRシリーズは、独特のエンジンフィーリングと、1200ccながらまるで400ccみたいな軽快な操作性で根強いを誇り、現在もアドベンチャーモデルのGSから、カスタマイズを視野に入れた最新スポーツのR9Tまで幅広いラインナップを取り揃えています。

BMW純正オイルはカストロール社製

BMWモトラッドでは、Rシリーズにカストロールの部分合成油(20W-50)を純正指定オイルとして採用しています。またサーキット走行などスポーツライディングを楽しむ人には、同じカストロールの100%化学合成油、POWER 1 R4 Racing (10W-50)がです。

水平対向エンジンの特徴は

水平対向エンジンは、有名なドイツの高級スポーツカーポルシェと、日本の自動車メーカースバルが長年にわたって製造し続けている、車好きなら誰もが憧れるレシプロエンジン形式の一つです。

水平対向エンジンのの秘密は、このエンジン形式ならではの特徴にあります。

特徴①低重心

水平対向エンジンの特徴は、まずは中央のクランクシャフトを軸にして、ピストン、コンロッドを左右対称に水平配置したシリンダーレイアウトによる、低重心エンジンとなっていることです。

車を構成する部品のうち、最大の重量物であるエンジンンの重心が低いことは、走行時の車の安定性を良くします。特にコーナーリング時に遠心力によって車が外側に大きく傾く「ロール」を防ぎ、ドライバーの恐怖感が少ない安定した走行姿勢と、ナチュラルなハンドリングを実現しています。

特徴②低振動

水平対向エンジンは、左右対称に水平配置されたピストンが中央のクランクシャフトを軸に、まるでボクシング選手がグローブを打ち合わせるみたいに、同時に近づいたり、離れたりと対称的な動作させることで(水平対向)、ピストン同士がエンジンの振動を打ち消しあい、振動を少なくするという特徴があります。

エンジンの振動が少ない水平対向エンジンは、走行時により静かで快適な室内環境を実現しています。また振動が少ないことで、ピストンやクランクシャフトの動きがスムーズになり、他のエンジン方式に比べてパワーが出しやすいエンジンとなっています。

特徴③なめらかなフィーリング

水平対向エンジンは、エンジンの燃焼室内で起こる爆発が、常に一定の間隔で起きる「等間隔爆発(とうかんかくばくはつ)」のため、エンジンの回転バランスに優れた、なめらかなエンジンフィーリングが大きな魅力です。

特にポルシェのフラット6エンジンは、クランクが120°回転するごとに1回爆発する、より繊細な等間隔爆発によってベストな回転バランスを達成し、「シュルルン、シュルルン」というポルシェならではの、最高になめらかで気持ちのいいエンジンフィーリングは、世界中の多くのスポーツカーファンたちを魅了しています。

特徴④ボクサーエンジン独特の音

水平対向エンジン、特にスバルのボクサーエンジンでは「ポロロッ、ポロロッ」という独特のエンジン音が特徴的で、それをスバリスト(スバル車の愛好家)たちは「ボクサーサウンド」と、親しみを込めて呼んでいました。

これは水平対向エンジンの形式上、左右のシリンダーヘッドの間隔が大きく離れていることから、排気管の取り回しが難しく、それぞれの長さが不ぞろいな「不等長排気管(ふとうちょうはいきかん)」となるために、集合部で排気干渉が発生するためです。

しかし現在のスバル車では、技術の進歩によって、全ての車種に排気管の長さが均一の「等長排気管(とうちょうはいきかん)」が採用され、あの独特の「ポロロッ」という音は聞こえなくなりました。

水平対向エンジンについて

かつては水平対向エンジンといえば、高出力を実現可能なエンジンとして多くの自動車メーカーによって生産されていました。中でも非常に有名なのが、アドルフ・ヒトラーが提唱した国民車構想に基づいて開発された、フォルクス・ワーゲンタイプ1、通称「ビートル」に搭載された空冷水平対向4気筒エンジンです。

他にはイタリアのアルファロメオ、フランスのシトロエン、チェコのタトラ、また米国GMのシボレーも、水平対向エンジンを搭載した小型車コルベアを生産していました。

残念ながら現在は、世界で水平対向エンジンを生産する自動車メーカーは、ポルシェとスバルの二社のみとなりました。そのような水平対向エンジン車の中から車を紹介します。

スバル

スバルは軽自動車を除く全車種に、水平対向エンジンを搭載しています。この水平対向エンジンとシンメトリカルAWD(左右対称全輪駆動)方式は、スバル車のアイデンティティとなっています。

スバル車は車体前部に水平対向4気筒エンジンを搭載し、優れたハンドリングと滑らかな走りを実現した車が魅力です。最新のターボで武装したスポーツカー、WRXも非常に魅力的ですが、最もなのは小型車インプレッサに搭載されている、最新の1600ccエンジンです。

はベーシックな1600cc

こちらはセダンのインプレッサG4、ハッチバックのインプレッサ・スポーツのベーシックモデル、1.6i-L EyeSightに搭載されている、最高出力115馬力の自然吸気エンジンです。は車両重量が1300㎏と軽いFFモデルです。

このFB16型は、水平対向エンジンならではのスムーズなエンジン特性と、低重心を生かした自然なハンドリング特性を純粋に味わえる、スバルが21年ぶりに全ての機能を刷新して登場させた新世代のボクサーエンジンです。

価格はセダンG4の1.6i-L EyeSightが1,944,000円、スポーツの1.6i-L EyeSightも同じ1,944,000円となっています。

ポルシェ

ポルシェが誇る水平対向6気筒エンジン(フラット6)は、1964年に誕生し、2018年の現在まで何と50年以上の長い歴史を持つスポーツカーの金字塔、ポルシェ911に搭載されるパワーユニットとして、世界中に熱心な多くのファンを持つ最高峰のスポーツエンジンの一つです。

その非常になめらかに回るエンジンフィーリング、怒涛のように湧き上がるパワー、高回転まで一気に吹け上がる俊敏なレスポンスと、魅力的な要素を数え上げればきりがないほど、車好きを魅了してやまない素晴らしい水平対向エンジンです。

昨年新登場した軽量化モデルが魅力

は2017年10月に登場した軽量化モデルの911Tです。こちらは軽量ならびにモータースポーツのベースモデルとして1968年に登場した911T(タイプ901)を、現代によみがえらせた魅力満載の一台です。

注目の軽量化はリアウインドウ、リアサイドウインドウに軽量ガラスを採用、ドア開閉機構もストラップ式に変更し、さらに後部座席までオプション設定とした結果、ノーマルの911に比べて何と40㎏も軽い、車両重量1425㎏となっています。

3ℓターボで911T

911Tの「T」はツーリング(日本語で旅、遠出を意味する)という意味で、こちらはオーナーに郊外の峠道や、海岸沿いのワインディングロードなどへ積極的に出かけ、ドライビングを楽しんで欲しいという提案から開発されたモデルです。

搭載されるエンジンは、総排気量3000ccの水平対向6気筒ツインターボで、最高出力は370馬力を誇ります。こちらは新世代のターボエンジンで全回転域にわたってトルクフルなエンジン特性が魅力です。気持ちよく走るために軽量化を施された、911Tの車体を意のままに俊敏に操ることができるでしょう。価格は14,320,000円です。

水平対向エンジンの燃費について

水平対向エンジンの燃費について説明します。ポルシェが911に搭載する総排気量3000ccの新世代ターボエンジンは、優れた環境性能と最高のパフォーマンスを両立させた未来のスポーツエンジンで、最高出力370馬力、最大トルク450NM(ニュートンメートル)という高性能を誇ります。

気になる燃費性能は1ℓあたり12.8㎞と、これほどの高性能エンジンとしては十分に良好な低燃費を達成しています。

スバル車では、インプレッサ・スポーツ1.6i-L アイサイト のFFモデルが搭載する、FB16型総排気量1600cc水平対向4気筒、最高出力115馬力の自然吸気エンジンの燃費性能は、1ℓあたり18.2㎞となっています。こちらは同クラスの車としては平均的な燃費性能です。

車好きなら一度は乗ってみたい水平対向エンジン

水平対向エンジンンの魅力について、特徴や車両などを紹介しました。かつては高性能エンジンとして、多くのメーカーが開発にしのぎを削っていた水平対向エンジンですが、現在では状況は随分様変わりし、ポルシェとスバルだけが生産を続けています。

それは水平対向エンジン特有の横幅の広さから、車両への搭載が難しいことや、構造が複雑で部品点数が多く、生産コストが高い、また技術の進歩によって直列エンジンやV型エンジンの性能が上がり、水平対向エンジンの優位性が薄れてきたことなどが理由です。

しかし水平対向エンジンはなめらかで気持ちのいいエンジンフィーリングや、低振動による高い快適性、低重心がもたらす自然なハンドリングなど、多くの魅力を持つエンジンです。

あなたもぜひ一度、魅力満載の水平対向エンジン車を体験してみてはいかがでしょう。きっと運転の楽しさに心を躍らせるでしょう。

初回公開日:2018年02月09日

記載されている内容は2018年02月09日時点のものです。現在の情報と異なる可能性がありますので、ご了承ください。
また、記事に記載されている情報は自己責任でご活用いただき、本記事の内容に関する事項については、専門家等に相談するようにしてください。

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