大排気量マルチシリンダーの典型 V8エンジン | 各種のエンジンの特質と動作を構造から考えてみる。V型エンジンの基礎知識④

自動車用のエンジンとして、非常に数多くの種類が生み出されてきた。 その理由は動力性能の追求、搭載性の都合、生産と設計の共通化など、さまざまである。 それらを踏まえ、現代まで生き残ったものがあり、消滅していったものがある。 ここでは各種のV型エンジンを、機械的な構成から紹介していこう。 第4回はV型8気筒だ。フラットプレーンとクロスプレーンについても解説する。 TEXT◎MFi ILLUSTRATION◎熊谷敏直（KUMAGAI Toshinao）

V型8気筒　バンク角は90度

4ℓオーバーの大排気量マルチシリンダーにおける典型的形式。8気筒ともなると直列はありえないので、必然的にVとなる。バンク角は720÷8 の90 度がセオリーで、V4 やV6 のようなイレギュラーな角度はほとんど存在せず、ほぼ100%が90度。この角度だと吸排気レイアウトに無理がなく、搭載性もまずまずだからだ。180度スローと90度スローの2種があるが、市販車では90度スローが一般的である。

エンジンの性格によって使い分けるクランク形状

V8のバンク角はほぼ例外なく90度に設定されるので、等間隔点火であり、振動面でも問題がないように見える。しかし、クランクシャフトの形状については大別して2 種類があり、それぞれに長所短所が存在する。一般的な市販車は90 度スローのクランクを使い、振動面ではこちらが有利。一方180 度スローのクランクは、振動面では不利だが、排気干渉がないため高回転仕様に向く。専らレーシングエンジンのための形状である。

180度スロー／フラットプレーン

180度スロー／フラットプレーン | 4気筒のクランク形状と変わらないように見えるが、実際機械的には4気筒×2。つまり180度スローである。4気筒クランクとの違いはピンの幅が広く、2気筒分のコンロッドを共有するかどうかだけだ。レーシングエンジンと、フェラーリV8がこの形状を採用する。

RA808Eのクランクシャフト

90度スロー／クロスプレーン

90度スロー／クロスプレーン | 1＆2番と3＆4番のクランクアームが90度の位相になっている。バンク角とクランクスローが一致するので、V 型のセオリーからすれば正しい形状。だが振動対策でウェブやカウンターウェイトが大きくなり重量増になる。通常の市販車はこの形式を採る。

GM・LT1型のクランクシャフト

フラットプレーンとクロスプレーンの違い

前ページで図解したクランク形状の違いはV8 特有のものである。振動面で理想的な90 度スロー＝クロスプレーンは、片側バンクだけに着目すると等間隔着火になっておらず、排気干渉が起きる。これが大排気量V8 独特の「ドロドロ」音の原因なのだが、排気の抜けが悪く高回転域になると支障が出る。これを解消する方策が180度スロー＝フラットプレーンで、二次振動が避けられないが、それが問題とならないレーシングエンジンでは常識的な形式となる。

Flat Plane フラットプレーン

Flat Plane フラットプレーン | 直列4気筒を単純に2 倍してV型としているので、片側バンクで等間隔排気。つまり4発分の排気管をまとめても干渉が起きない。ただし振動特性は4 気筒と同じで、二次振動はキャンセルされない。歴史的にはこちらが先に成立した形式である。（点火順序は一例）

Flat Plane フラットプレーン | 直列4気筒を単純に2 倍してV型としているので、片側バンクで等間隔排気。つまり4発分の排気管をまとめても干渉が起きない。ただし振動特性は4 気筒と同じで、二次振動はキャンセルされない。歴史的にはこちらが先に成立した形式である。（点火順序は一例）

Cross Plane クロスプレーン

Cross Plane クロスプレーン | フラットプレーンの点火順序と見比べて欲しい。どちらも等間隔爆発で、カーブも同じだが、片バンクを見ると、フラットプレーンは1→5→7→3で180°等間隔なのに対し、クロスプレーンは1→7→3→5で等間隔にならない。これが排気干渉の原因である。

Cross Plane クロスプレーン | フラットプレーンの点火順序と見比べて欲しい。どちらも等間隔爆発で、カーブも同じだが、片バンクを見ると、フラットプレーンは1→5→7→3で180°等間隔なのに対し、クロスプレーンは1→7→3→5で等間隔にならない。これが排気干渉の原因である。