機械工学

【ロングストロークのハーレー】ボアストローク比でみるエンジン特性

ハーレーの883はロングストロークエンジン
  • ハーレーはロングストロークって聞いているけど、ボアアップしたらショートストロークの特性に近づく?
  • 883がハーレーの中で、一番のドコドコ感のあるエンジンなのか?
  • そもそも、ロングストロークとショートストロークの違いがわからない

こういった疑問にお答えします。

結論からいうと、ハーレーはボアアップしてもロングストロークエンジンのままで、883はハーレーの中で一番のロングストロークエンジンです。

ロングストロークエンジン、ショートストロークエンジンは、シリンダーの内径とピストンが移動する行程の比率で決まります。

この比率でエンジンの特性が決まります。

ツインカムエンジンはハーレー史上最高のエンジンである

ボアストローク比で客観的に特性をみる

ハーレーのボアストローク比

ストロークをボアで割った値が、1よりも大きいのがロングストロークエンジンで、小さいのがショートストロークエンジンです。

シンプルにいうと、ストロークの値が、ボア径より大きければロングストロークエンジンです。

計算式:ストローク ÷ ボア = ボアストローク比

ボアストローク比

ショートストロークエンジン

  • 1気筒 SR400:67.2 ÷ 87 = 0.8
  • 2気筒 1299 パニガーレ:60.8 ÷ 116 = 0.5
  • 4気筒 CBR1000RR:55.1 ÷ 76.0 = 0.7

ロングストロークエンジン

  • 2気筒 IRON883:96.8 ÷ 76.2 = 1.3
  • 2気筒 IRON1200:96.8 ÷ 88.9 = 1.1
  • 2気筒 M8 FLHTKSE:114.3 ÷ 103.5 = 1.1

883は2割近く、ほかのハーレーよりもロングストロークです。

どうりで楽しいはずです。

数値でみると、なぜ883に人気があるのか客観的に分かります。

ハーレーのロングストロークは鼓動感が強い

調べるとSRはショートストロークでした。

ストロークを伸ばせないオフロードエンジンがベースだとは聞いていましたが、ショートストロークだとは知りませんでした。

時代が求めたのはコンパクトで、高出力なショートストローク

ショートストロークエンジン

マルチエンジン(一般的には4気筒)が誕生するまでは、ロングストロークは1度のストロークでたくさんの空気を吸い込むことができるので、ストローク量を伸ばしエンジン出力向上には必要でした。

しかし、バイクのロングストローク化には限界があります。

  • ストロークを伸ばせる物理的なスペースがない
  • ストロークが伸びるほど、ピストンスピードがあがり限界に近づいていた
ハーレーのボアストローク比

バイクは車のように余裕のあるスペースがありません。

最高速を上げるためには回転数を上げる必要がありますが、ピストンスピードをあげると振動、熱損失などで限界点に達してしまいます。

そこで、気筒数を増やして、1気筒あたりの排気量を小さくするアイディアが採用されました。

しかし、同じ排気量で気筒数を増やすということは、1気筒あたりの吸い込む量は減り、フライホイールを回す力も弱まり、1気筒あたりのトルクは落ちることになります。

ですが、気筒数を増やすショートストローク化は、ピストンのストロークを短くできるため、同じ回転数ならロングストロークよりも、ピストンスピードを抑えられます。

ピストンのストロークが短ければ、振動は少なくなり高回転化もできる。軽量フライホイールによるアクセルレスポンスの向上、熱損失も少ないエンジンになります。

ショートストローク、マルチエンジン化は単気筒、2気筒では考えられないほど、飛躍的に最高馬力に最高速を伸ばすことに成功しました。

バイクメーカーは性能・耐久性向上のために、マルチエンジンの開発にシフトしていきました。

世界の最先端のバイクメーカーが、水冷ショートストロークエンジンを開発をしている間に、当時は最先端のメーカーと認識されていたハーレーダビッドソン社は、だんだんと時代に取り残されたメーカーだと思われるようになっていきました。

現在もハーレーは空冷OHVという古い方式のエンジンを採用し続けています。

他のメーカーはカムを上部に配置するOHC、バルブをカムで直接開閉するDOHCとエンジン形式を変えて、高回転・高出力に成功してましたが、ハーレーは排気量アップでしか、高出力を成功できていません。

他のメーカーから見れば、ハーレーから欲しい技術はないと思いますが、ハーレーには他のメーカーの、どのエンジンよりも、熱烈なファンが世界中にいるエンジンを持っています。



ロングストロークエンジンの特徴とメリット

ハーレーは超ロングストロークのバイク

ハーレーは現在最大で2,000cc近い排気量がラインナップされていて、1気筒あたり、およそ1,000ccで、1度の燃焼でピストンが移動するストロークは100mmを超えます。

エンジンは圧縮時の圧力に負けるとエンストします。

この圧力に負けないように、ピストンの下に重いおもりをつけて、簡単に止まらないようしています。

この重いおもりがフライホイールです。

ヘビーウェイトリング

フライホイールで鼓動感をあげるには、こちらのフライホイールで史上最高の鼓動感と低速トルクを手に入れる!を読んでみてください。

この重いフライホイールは慣性が働くので、軽量であれば、すぐ動きすぐ止まる。

重ければ動き出しは遅いが、動くと簡単にとまりません。

この特性を活かすと、強い低速トルクを発生させることが出来ます

ショートストローク、軽量フライホイールでは、この強い低速トルクを発生させることは不可能です。

もし、小排気量のショートストロークエンジンに、ハーレーの重いフライホイールをつけたら、燃焼圧力が弱くフライホイールを回すことができずにエンストを起こします。

この重いフライホイールがゴロンゴロン回るから、粘りのある強い低速トルクが発生し、鼓動感と言われる味わいも生みます。

低い回転数でゆったりと、坂道をゆうゆうと登れるのは、この重いフライホイールだからこそ出来る、超ロングストロークエンジンの最大のメリットです

フライホイールが軽量になるほど、高回転・高出力に適したエンジンになります。

ロングストロークエンジンに軽量フライホイールにすれば、低速トルクはなくなり、高回転でピストンを往復させたら、大きな熱と振動で耐久性が落ち、出力もあげられません。

ハーレーは同軸クランクで、2つのピストンが同じクランクピン・クランクシャフトを使用しています。

同じような2気筒エンジンの水平対向エンジン、直列エンジンはピストン1つに1つのクランクシャフトを使用しているために、重いフライホイールを使用しても鼓動感は生まれにくい構造になっています。

ヘビーウェイトリング
【フライホイールにヘビーウエイトリング装着】史上最高の鼓動感と低速トルク EVO・TC・ミルウォーキーエイトなどの、新しいハーレーから鼓動感を感じにくい どうしたら鼓動感を出せるのか? ...




ボアアップすれば確実に馬力があがる

ピストン・シリンダー径を大きくしてボアアップする方法は、ハーレーに限らずメジャーな馬力アップ方法です。

ハーレー ボアアップ ショートストローク

ショートストロークは、燃焼ごとのピストンのストロークが短いため、回転する力は弱いが、短いぶんロスが少なく高回転・高出力に向いています。

ロングストロークは1度に大きく空気を吸い込むことができ、1度の燃焼圧力が強く、強い低速トルクを持つことが出来ます。

ハーレーはボアアップしたら、ショートストローク気味にはなりますが、あくまでも比率なので、ボアアップしてもストローク量は変わらないので、基準値の1を下回ることはありません。

ロングストロークエンジンのデメリット

  • ピストンスピードがすでに限界点で、スピードを上げられない
  • ピストンのフリクションが大きい
  • 振動が増える
  • 熱もロスも増えて耐久性に問題が出る
  • 回転数を上げられず、馬力アップは難しい
  • ボア径が広いため、デトネーションを起こしやすい
  • アクセルレスポンスが悪い

ロングストローク化は、ある程度までは味わい深くなりますが、限界を超えることは物理的に不可能です。



時代に合わせたV-RODのレボリューションエンジン

ストリートロッド

V型2気筒エンジンなら、振動が少ないのは60°で、排ガス規制をクリアして出力を上げられるのは、4バルブのDOHC水冷エンジンです。

それに対応したのがV-RODといえます。

ボアストローク比:72.0 ÷ 105.0 = 0.69(1よりも小さい為、ショートストロークエンジン)

V-RODはDOHCエンジンで、ヘッド部にカムを配置し、カムが直接バルブの開閉を行うので、高回転でも正確に開閉できる高回転・高出力エンジンです。

OHVはカム→プッシュロッド→ロッカーアームまで伝え、バルブを開閉させるので、高回転で正確に開閉させることは困難なうえ、パーツ点数も多い。

4バルブ化は、小さいバルブを使用できるので、燃焼室の形状をシンプルにできます。

排ガス規制をクリアすることは、2バルブより技術的に難しくなく、さらに水冷なので温度を一定に保てるので、排気ガスも一定に保てる。

空冷ハーレーとは異なる、時代に合わせたエンジンでしたが、V-RODの生産は終わりました。エンジンは生産しています。

2006年に登場したVRSCR(ストリートロッド)はバックステップ、倒立サスペンション、リアタイヤ180でバンク角もあり、ハーレー史上最高の性能を誇りました。

vrscr

V-RODの登場は賛否両論ありましたが、あの豪快な加速は空冷だろうが水冷だろうが、大排気量の2気筒エンジンが、最高に気持ち良いということを証明してくれたV-RODは、歴史に残る偉大なバイクです。

世界中のファンを魅了するエンジンです。

まとめ

次世代を考え、ハーレーダビッドソン社は水冷エンジンのSTREET750を発売し、電動バイクを発売することを発表しています。

street750 ハーレー 電動バイク

次世代バイクの発売と発表はされましたが、ミルウォーキーエイトは伝統のロングストローク、空冷メインのエンジンで発売されました。

今までの魅力を、更に引き上げられる為に新しい技術を取り入れて、新しい時代のハーレーを、これからも世界中のバイカーが楽しめるように、今までどおり進化を止めないでほしいと思っています。

 

今日も、最後までお読みいただきまして、ありがとうございました。

 

ARIGATO BIKE

この記事が気に入ったらフォローしよう!

H-D史上最高の性能を秘めたツインカムエンジン!!パワーと鼓動感を解き放て!
ツインカムエンジンはハーレー史上最高のエンジンである

H-D史上最高のポテンシャルを秘めたエンジンが、M8がリリースされた現在でも「ツインカムエンジン」です。

■記事内容

  • 圧倒的なパワーと、巨大な低速トルクを得るチューニング
  • さらなる極上のモアトルクを得るチューニング
  • 不快な振動をなくし、心地よい鼓動感に変える
  • トルクアップしたからこそできる、走りに余裕が生まれるカスタム
  • エンジンパワーを上まわる足回りのカスタム
  • パーツの価格と加工にかかる費用、工賃

詳細にご説明いたします。

特集記事を読む

※H-D史上最高のパワーと鼓動感、耐久性が手に入るので、ツインカムエンジンを所有していて本当に良かったと感じるはずです。