ロータリーエンジンこの項目では、レシプロエンジンとは構造が異なるものについて説明しています。(初期航空機)」をご覧ください。engine)とは、一般的なレシプロエンジンのような往復動機構による容積変化ではなく、回転動機構による容積変化を利用して、熱エネルギーを回転動力に変換して出力する原動機である。ドイツの技術者フェリクス・ヴァンケルの発明による、三角形の回転子(ローター)を用いるオットーサイクルエンジンが実用化されている。ヴァンケル型ロータリーエンジンとレシプロエンジンとでは構造は大きく異なるが、熱機関としては同等に機能する。engine)について述べる。外部リンク概要編集ロータリーエンジンの研究は原理的には古くから行われてきたが、その中で唯一実用化されたいわゆるヴァンケルエンジンは、1957年に西ドイツ(当時)のNSU社とWankel社との共同研究により開発に成功した[1]。1]の回転運動のみで動作している。ロータリーエンジンの吸気および排気のポートは、ハウジングの側面に設けられた孔がローター自体により開閉されるため、一般的な4ストロークレシプロエンジンのような、往復動する吸排気バルブやこれを開閉するカムシャフトなどの動弁系は必要ない。4ストロークレシプロエンジンと同様にオットーサイクルやディーゼルサイクルでの熱力学的動作が可能だが、実用化されたのはオットーサイクルのガソリン燃料火花点火機関であり、ガソリンに代えて水素燃料を使える物も試作されている。2]の回転数であり、これが4サイクルレシプロエンジンのクランクシャフト回転数に相当する。ロータリーエンジンは1ローター当たり、エンジン回転数1回転に1回単室容積分の空気を吸入するため、1気筒当たり、エンジン2回転に1回単気筒容積分の空気を吸入する4サイクルレシプロエンジンの2倍の吸気回数を持つ(詳しくは下記「動作」を参照のこと)。ロータリーエンジンの実質吸気量は「単室容積xローター数x2」となる。ロータリーエンジンデビュー期のモータースポーツにおいては、この考え方により、ロータリーエンジンの排気量に係数「2」を掛け、その値をレシプロエンジンの排気量区分に当てはめていた。レシプロエンジンの2倍の空気(と燃料)を吸入しながら出力は1.5倍しか得られないため「燃料消費率が3割悪い」という素性を持ち、特にモータースポーツ分野においては燃料タンク容量や燃料消費に伴う車重変化まで考慮するとレシプロエンジンとの平等な排気量換算は不可能である。そのため競技の性格(スプリントか耐久か)によって異なる換算係数が用いられたり[3]、またF1などのように使用を認めない競技がある。ロータリーエンジンとして上記の「ヴァンケルエンジン」のみを指す場合も多く、また「回転ピストン型エンジン」、時には「ピストンレスエンジン」と呼ばれることもある。engine」とも呼ばれる。航空機用として「ロータリーエンジン」と呼ぶときは、星型エンジン本体(シリンダー側)がプロペラとともに回転し、クランクシャフトは固定されている構造の回転式レシプロエンジンを意味する場合と、本項のヴァンケルエンジンを意味する場合とがある。ガスタービンエンジンも本項のロータリーエンジンと同様に回転運動により出力を得ているが、これは速度型の内燃機関であり、容積型内燃機関であるロータリーエンジンとは別に分類される[1]。一部構造は異なりながらもレシプロエンジンと同様に別途設けられるが、上述のとおりローター自体が弁機能を呈するので動弁系は不要である。部品名は、レシプロエンジンに対するものである。ローターピストンとコネクティングロッドに相当するもので、ローターハウジングのトロコイド曲線に内接する3葉の内包絡線で構成された、三角形(ルーローの三角形)をしたもの。中心にはローターベアリングを介してエキセントリックシャフトがはめられる丸い穴部があり、その縁にはサイドハウジングのギヤ部とかみ合う内歯の歯型(インターナルギヤ)が設けられている。シールピストンリングに相当し、ローターに取り付けられている。ピストンリングは通常2-3本で円筒面に対し気密を保つが、ロータリーエンジンのシール類は数も多く、平面に対して長い範囲で気密を保ちながら摺動しなければならない。アペックスシールローターの各頂点に取り付けられ、隣接する作動室との気密を保つ。ペリフェラルポートの場合は、吸排気バルブにも相当する。サイドシールローターの側面とサイドハウジングとの間の気密を保つ。コーナーシールアペックスシールとサイドシールとのつなぎ目で気密を保つ。オイルシールピストンリングではオイルリングに相当し、作動室への潤滑油の余分な流入を防ぐ。エキセントリックシャフトクランクシャフトに相当するもので、それと同様にエンジンからの出力軸となる。ローターの取り付く位置のみ芯がずれて太くなっている偏心軸である。右下の動作図ではローター中央の白い部分がこの偏心部で、サイドハウジングに通される回転軸は図中のBの位置となる。ハウジングシリンダーやシリンダーヘッドに相当し、点火プラグの取り付け部や吸排気ポートが設けられている。ローターハウジング内側面が2ノードのペリトロコイド曲線というまゆ型であり、この内部でローターやエキセントリックシャフトの偏心部が回転する。ローターおよびサイドハウジングとともに燃焼室を構成する。吸排気ポート側と向かい合うくびれ部分(右下図では右側中央)に点火プラグが取り付けられるが、縦長の燃焼室となるために多くはツインプラグとされ、市販以外では3プラグの採用例もある。サイドハウジングローターハウジングの側面(右下図の手前および奥の面)をふさぐものである。エキセントリックシャフトの回転軸が通る部分があり、ローターに接する面のその部分の周囲には、外歯のステーショナリギヤ(右下図の茶色のもの)が突起状に固定され、これがローターの内歯とかみ合う。ローターのギヤとステーショナリギヤとの歯数比は3:2である。オットーサイクルが3組同時進行している(吸排気共にペリフェラルポートの例)動作編集エキセントリックシャフトの偏心部がローターの穴に通されていて、エキセントリックシャフトの回転によりその軸心のまわりをローターが公転するが、この両者間では自由に回転できるようになっている。ローターが自転1回転の間に3回公転、すなわちエキセントリックシャフトが3回転するように、またローターの各頂点がローターハウジングのトロコイド面をなぞるように、シャフトとローターの偏心量やローター中心からアペックスまでの距離が設計されている。ローターとシャフトの位相がずれて回転不能にならないようにサイドハウジングとのギヤのかみ合いによって制御されている。ローターとローターハウジングの間の作動室容積は、ローターの1回の自転の間に拡大と縮小を2回ずつ生じるが、この間に4ストロークエンジンがクランクシャフト2回転で行うのと同様の工程(オットーサイクル)を1サイクル実行する。このサイクルがローターの3辺の上で位相をずらしてそれぞれ進行しているので、ローターの自転1回、すなわち公転3回の間に3回の燃焼・膨張行程がある。ローターの自転運動ではなく公転運動がエキセントリックシャフトを回転させて出力となる。4ストロークレシプロエンジンと比較すると[5]、1回の燃焼・膨張行程に要する出力軸の回転数は、ロータリーエンジンでは1ローターあたり1回転であり、対して4ストロークレシプロエンジンでは1気筒あたり2回転である。1つのオットーサイクルに要する出力軸の回転数は、ロータリーエンジンでは3回転(1080°)であり、対して4ストロークレシプロエンジンでは2回転(720°)である。各行程は270°(1080÷4=270)あり、対して4ストロークレシプロエンジンでは180°(720÷4=180)である。ロータリーエンジンの各行程は270°と長いため、複数ローター間の膨張行程の重なりが4ストロークレシプロエンジンより多い。12気筒並みの滑らかさとなる。吸排気ポート編集ハウジングに設けられる吸排気ポートは、その位置・形状により以下のように分類される。基本となるポートサイドポートサイドハウジングに設置されたポート。ローターが回転しガスを吸排気する方向とポート口の方向が90度曲がっているため、抵抗が増えて効率に難があり、また排気ポートに採用した場合は、曲がり角となる排気ポート周辺に熱だまりが起こりすすも発生しやすい。その一方でポート位置・形状の自由度は高く、オーバーラップ(ひとつの作動室に吸気・排気の両ポートが同時に開いている時間)を小さく抑えることが可能なため、低回転での安定回転やトルクを確保しやすい。外周寄りの位置でローター回転方向にポートを拡大(レシプロエンジンでのバルブカム作用角の拡大に相当)した場合には、ローターの頂点がポート上を通過するようになって隣接する作動室同士がつながってしまうこともある。吸気ポートとしては、マツダの大多数の市販車用エンジンに採用されている。「RENESIS」13B-MSPエンジンでは排気もサイドポートとして、ゼロオーバーラップを実現している。ペリフェラルポートローターハウジングのトロコイド面に設置されたポート(右上図の通りの位置)。高回転での吸排気効率に優れた形式であるが、ローターの頂点がポートを通過するときに隣接する作動室とつながり、また吸排気ポートのオーバーラップを小さくできず、吸排気間の吹き抜けを起こしやすい。結果として排出ガス値や燃費の悪化を招く。上記13B-MSPを除くほとんどのエンジンで排気ポートに採用され、吸気ポートでは主に競技用エンジンに採用されるほか、NSUのエンジンなどにも採用例があった。応用的なポートクロスポート/コンビネーションポート低回転用のプライマリー(サイドポート)と高回転用のセカンダリー(ペリフェラルポートの場合もある)の2つの吸気ポートを組み合わせたもの。高回転時に吸気系内の制御でセカンダリーポートを機能させることで、ポートタイミングの最適化とともにポート面積が拡大される。ブリッジポート吸気サイドポートの一種であり、競技用エンジンやチューニングなどで出力向上のためにサイドポートをハウジング外側へ拡大(レシプロエンジンでのバルブ径やバルブリフトの増加に相当)した場合に、アペックスシールやサイドシールの破損や脱落を防ぐ目的でシールの通過位置のみにサイドハウジング内壁を残したものである。残された内壁部分がポートにかかる橋のように見えるので、ブリッジポートと呼ばれる。port、すなわち補助ポート。13B-MSP(6PI仕様)が採用した3番目の吸気サイドポートや、上記ブリッジポートで分割されたポートの一方などの呼称で、主に高回転域での吸気量増大に寄与し、さらなる出力向上を目的として追加されたポートである。4ストロークレシプロエンジンとの比較で、以下のような長所・短所がある。同程度の出力で比較すると、冷却装備を考慮しても軽量且つコンパクトである。エンジン搭載位置の自由度が高くなり、ミッドシップレイアウトに頼らずとも均等な前後重量配分で低慣性モーメントのスポーツカーを、軽量・コンパクトに仕上げることが可能である。搭載自由度の高さは電気自動車のレンジエクステンダーなどにも向く。出力軸1回転あたりの燃焼回数が2倍となるため、同じ総排気量でも出力が高い。ローターの公転運動をともなってはいるが偏心量は小さく、低振動・低騒音(機械騒音)である。同回転数で1サイクルの時間が1.5倍となり、上記燃焼回数の増加と合わせてトルク変動が小さく、エンジンの回転が滑らかである。動弁系がないためエンジン本体の部品点数が少なく、またバルブ駆動に伴う摩擦損失がない。燃焼温度が低いためノッキングしにくく、燃料のオクタン価の影響を受けにくく、ある程度粗悪な燃料にも耐える。燃焼温度が低いため、排気ガス中の窒素酸化物(NOx)濃度が低い。燃焼室が扁平で表面積が大きく、また、ローターの回転に伴って燃焼室が移動するため、冷却損失が大きい。同程度のエンジン外形寸法や出力で比較すると、大掛かりな冷却装置が必要となる。上記により低回転域の燃焼安定性が悪く、熱効率も低く、その域でのトルクとレスポンスは同出力のレシプロエンジンと比べて劣る傾向にある。街乗りなど主に低回転域で走る際には、燃費および運転性(ドライバビリティ)で不利である。排気バルブがなく排気ポートが急激に開くため、排気騒音が大きく排気温度も高い。燃焼室が扁平かつ縦長で、トレーリング側(吸気ポート寄り)の隅部が完全燃焼しづらく、排気ガス中に未燃焼燃料の炭化水素(CnHm)濃度が高い。シールの総延長が長いため、摩擦損失が大きい。常に変動していること、角になっている部分も摺動シールでの密閉を要求されることからシーリングの確実性・耐久性の確保が困難である。トロコイド面の潤滑のために作動室内へのオイル供給が必要で、オイル消費量が多くなる。ローターの製造公差に合わせて寸法違いのシールを多数用意する必要があり、その選択と組付けにも熟練工の技を要する(手作りとなる)ため、ライン生産に向かない。してはNSUヴァンケルタイプが唯一実用化されている。その後NSUに続いて東洋工業(現・マツダ)が量産化し、コスモスポーツに搭載した。1970年代前半には開発途上にあった。東京モーターショーにロータリーエンジンを搭載したサニーを参考出品し、2代目シルビアはロータリーエンジンを搭載することを前提に市販間近といわれていた。1973年に起きた第一次オイルショックに見舞われたことを機に、省エネルギー志向に切り替わった社会情勢においては燃費の良くないロータリーエンジンは相応しくないとの理由で、結局は市販には至らなかった。1970年代のトヨタ製試作ロータリーエンジン。595cc×2ローター、120PS。酸化触媒方式で昭和53年排ガス規制に適合できたという。トヨタ独自の技術として、リーンバーン実現のためキャブレターによる2層吸気方式を採用した試作機もあったが、2プラグ点火方式、サイドポート吸気、ペリフェラルポート排気等は当時のマツダ製と共通である。純粋な技術研究としてロータリーエンジンを研究してはいるが、市販の計画は全くない。ダイムラー・ベンツ(現ダイムラー)編集1960年代からロータリーエンジンの研究を開始、ミッドシップに4ローターロータリーエンジンを搭載したC111をジュネーブ・モーターショーで発表したが、耐久性の面で問題が生じ、ついに市販されることはなかった。シボレー編集1970年代に独自のロータリーエンジン開発計画(英語版)が存在し、1973年にミッドシップに2ローター/4ローターを搭載するコルベットを発表したが、第一次オイルショック直後だったため、市販されることはなかった。GMからロータリーエンジンの供給を受け、同社初のFFとなる予定であったシボレー・ベガ(英語版)の発表を計画していたが、結局は旧来のレシプロエンジンを使ったFRレイアウトへの変更を余儀なくされた。農業用トラクターなどで知られる同社は、米軍部のマルチフューエルエンジン化構想に応えたロータリーエンジンを完成させ、海兵隊車両に採用された。ロータリーディーゼルエンジンのR6を試作している。国営時代からソ連崩壊後の2000年頃まで幅広い車種でロータリーエンジン搭載車を量産していた。ソ連は国策の一環として国営のVAZに命じてロータリーエンジンの製作を行わせていた。ソ連の一般庶民には現在の基準から見れば比較的低性能なレシプロエンジンの車体しか販売されなかったため、安価に高出力を出せるロータリーエンジンはKGBを始めとする官公庁向けの車両や高級官僚・軍人向けに販売される高性能車両にはうってつけだったのである。ソ連圏のロータリーエンジン開発は、政治状況からしかるべく、資本主義国のメーカーとは一切の提携の締結なしに行われ、リバースエンジニアリング元はNSU系の1ローター辺り654ccのロータリーエンジンといわれている。コピー元はあるものの、技術や重要なノウハウの提供を(正規に)得ていないという点では独立に完成させた物ではある。そのバリエーションは東洋工業に劣らないもので、市販車両には1ローターから3ローターエンジンまでが存在し、試作エンジンには4ローターエンジンも存在した。市販車両では合計8車種に搭載され、エンジンの種類は試作も含めると20種類に達するという。最高出力も燃料供給装置の幾多の改良を経て、航空機向けに開発された2ローターの最終型VAZ-416(ロシア語版)は180馬力から206馬力、3ローターの最終型VAZ-426(ロシア語版)は270馬力、試作4ローターエンジンのVAZ-526(ロシア語版)は400馬力に達していたという。1974年から製造が開始され、ソ連が崩壊しロシア連邦となった後も2002年頃までロータリーエンジン車が販売されたとされているが、その総生産台数やエンジン設計の全容などの情報は、現在も存続するメーカー自体もあまり積極的に公表したがらない事情もあり、冷戦終結後の現在でも英語圏の西側諸国にはあまり伝わっていない。ロシアのエンスージアストの間ではチューニングカーのベース車両としてある程度の知名度はあるようで、NAチューンやターボ取り付けなどの改造が施されたVAZ製ロータリー車の走行映像がYoutubeなどに数多く投稿されている[6]。マツダ編集マツダは市販車両で2ローターと3ローターを投入し、レースでは4ローターまでのエンジンを手掛けた。マツダがフォードの傘下に入り、2002年に当時唯一のロータリーエンジン搭載市販車RX-7を、排出ガス規制不適合により生産停止することが決定し、これでロータリーエンジンの歴史が途切れてしまうという懸念が愛好家や関係者に広がったが、マツダはロータリーエンジン搭載車の製作存続をフォードに強く主張し、それが認められ燃費を改善した4ドアスポーツカーであるRX-8を発売した。排気量の大きな16Xと呼ばれるプロトタイプエンジンを製作し、2007年の第40回東京モーターショーにこのエンジンを搭載したコンセプトカー「大気(たいき)」を展示した[7]が、それを搭載した車両は発売されていない。1991年のHR-X以来、水素を燃料とする水素ロータリーエンジンを開発している[8]。2004年10月にはRX-8をベースにした車両が[9]、2008年にはプレマシー[10]をベースにした車両がナンバーを取得している。2012年6月にRX-8を生産終了したため[11]、市販車からロータリー車が消滅した。ロータリーエンジン搭載車は一部のエンスージアストには根強い支持があり、中には他社やマツダのレシプロエンジン車(ロードスター等)に搭載して楽しむファンも存在する。年に一度ロサンゼルス郊外のマツダR&Dで開催されるセブンストック(英語版)と呼ばれるロータリーカーユーザーのイベントには、全米から数千人規模のユーザーが集まる。レンジエクステンダーRX-8の販売終了時に、マツダはレンジエクステンダーシステム(電気自動車の発電用)や水素ロータリーエンジンとして活用することを発表した[12][13][14][11]。2013年12月に、デミオEVにレンジエクステンダーシステムを搭載した試作車を報道陣に公開した[15]。2017年時点でも水素・EV向けロータリーエンジンの開発を継続している[16]。e-tron」を発表した[17]。これは、ロータリーエンジンを発電機専用に使用したシリーズ・ハイブリッド(レンジエクステンダー付きEV)である。マツダ787B用のR26B型4ローターエンジン。1970年代のトヨタ製研究用ロータリーエンジン。1974年、ゼネラルモーターズがシボレー・ベガ用に開発したRC2-206型エンジン。RE-51970年にドイツのDKWがハーキュレスW2000をドイツIFMAモーターサイクルショーで発表。1973年に限定生産、1974年に量産を開始し、1,800台程度を販売したとされる。W2000は世界初のロータリーエンジン搭載オートバイだった。エンジンはザックスが開発したものがベースとなっており、ザックスはロータリーエンジンの製造を取りやめたあと関連機材をノートンに売却している。1972年の第19回東京モーターショーにヤマハがヤンマーディーゼル(現・ヤンマーホールディングス)と共同開発したロータリーエンジンを搭載したプロトタイプRZ-201を出展するが、第一次オイルショックの影響等により市販を断念し試作のみに終わる。排気量は330cc×2ローター。スズキが単独でハウジングのメッキ技術を含む開発を行い、497cc×1ローターのロータリーエンジンを搭載したRE-5を販売(輸出専用車)。レシプロエンジンに比べ、排気管周りの発熱は数段大きかった。第一次オイルショックと重なり、少数の生産のみにとどまったが、約6,000台を生産した。米国からのバックオーダーは2万台であったという。型式はRE-5Mが初期型で最終型はRE-5A。M型はジョルジェット・ジウジアーロのデザインでつとに有名。当時、次期RE-5の計画試作が始まっており、そのほか、汎用小型ロータリーエンジンもすでに試作を終えていた。イギリスのノートンは1970年代にロータリーエンジンの開発に乗り出し、1981年の警察用インターポール2(インターポールの名を持つが、用途はいわゆる白バイである)を手始めに、一般向けのクラシック、コマンダー、F1、F1スポーツ、競技用のRC588、RCW588、NRS588などの水冷2ローターエンジン搭載のオートバイを1992年まで生産していた。うちTT-F1に出場させたものはマツダの技術協力を得ている。2009年、ノートンの経営主体の変更により、ロータリーエンジン搭載マシンの開発も復活し、レース用のNRV-588とその公道版の開発が進められている。オランダのバンビーンも水冷2ローターのOCR1000を少数ながら生産していた。左上から反時計回りに、プロペラハブ、ベルトガイド付きのマスト、ラジエーター、ヴァンケルロータリーエンジン、マフラーカバー。小型軽量ながら高出力という利点を活かし航空機用のエンジンとして採用された例がある。軽量でオクタン価の低い燃料でも稼動するため補助動力装置に採用例がある。従来の空冷2サイクルエンジンではなくシングルローターのヴァンケルロータリーエンジンを搭載している。これは、もともとノートンのオートバイ用であったものを、ダイヤモンド・エアクラフト・インダストリーズグループのダイアモンドエンジン社が改良、発展させたものである。M200Gを制作している。シコルスキーでは、無人実験機・サイファーの動力にヴァンケルロータリーエンジンを用いている。して超小型のロータリーエンジンが市販されている。ccの49-PIをかつて製造販売していた。IIではペリフェラルポート吸気に変更されている。ccのNR-12HとNR-12Pである。船舶編集モーターボートマツダの自動車用エンジンをベースとしたエンジンがモーターボートで使用されている。2011年にタイソン・ガーヴィンによって、パワーボート用として4ローターエンジンを3つ並列に配置した総排気量15,724ccの12ローターエンジンが開発されている[18]。船舶用船外機1975年にヤンマーディーゼルが船舶用船外機として、1ローターのRM28と2ローターのRM58を発売した。汎用エンジンでは、1970年代にヤンマーディーゼル(現・ヤンマーホールディングス)がチェーンソー用として開発した経緯がある。当時の林業労働者に、チェーンソーによる振動により極度の血行不良が発生するなどの労働災害(白蝋病)が頻発したため、振動の少ないチェーンソー用のエンジンの開発が急務とされていた。行き着いた先がロータリーエンジンである。開発は進み搭載するメドは立ったが、持ち運びが不便なほど大型であったこと、トルクが薄かったことから次第に敬遠され、普及するに至らなかった。分散型の熱電供給システムであるコジェネレーションシステムの動力源として、コンパクトで低騒音、低振動という特徴からロータリーエンジンが注目されている。2002年に広島ガス、2003年に中国電力がマツダの自動車用ロータリーエンジンを組み込んだシステムを試作、LPガスを燃料として実証試験を行っている。センターでは、バクテリアの力で下水汚泥を分解して量を減らす工程で生じるメタンガスを燃料とし、自動車用ロータリーエンジンを組み込んだ発電装置9台を4億7400万円で設置し、2012年3月23日から稼働させている。これは呉市に製造拠点を置く製鋼・産業機械メーカーの寿工業(東京)やマツダなどが共同開発したもので、排熱も浄化槽の加温に使用されている。cc未満のヴァンケルロータリー型発電機を開発している。ローターに組み込まれた磁石で発電するが、現在は外部からの圧縮空気で動いている段階。mWを供給する内燃機関の開発という。AG」を経てアウディに)がフェリクス・ヴァンケルとともにロータリーエンジンを試験開発したと発表した。日本では、1965年(昭和40年)の乗用車輸入自由化に向け、通商産業省(現経済産業省)主導による自動車業界再編が噂されていた。後発メーカーである東洋工業(のちのマツダ)はその波に飲み込まれ、統合・合併の危機が迫っていた。「技術は永遠に革新である」をモットーとする当時の松田恒次社長は事態打開を目指し、1960年(昭和35年)にNSUと技術提携の仮調印を行った。契約に際してNSUから提示された条件は以下のようなものだった。10年で契約金は2億8,000万円(当時の従業員8,000人分の給与に相当)東洋工業が取得した特許は無条件でNSUに提供ロータリーエンジン搭載車販売については、1台ごとにNSUへのロイヤリティーが発生といったあまりにも一方的な内容であった。NSUから送られてきた試作エンジンは、数々の問題が残されていた。アイドリング時の激しい振動、エンジンオイルの過大な消費、それによるおびただしい白煙、さらにチャターマークの発生(ローターハウジング内壁に波状磨耗が起こる致命的なトラブル)によって40時間程でエンジンが停止。ロータリーエンジンは試験開発には成功したものの、とても実用化できるレベルのものではなかったのである。して東洋工業は次世代エンジンとされたロータリーエンジンの開発・実用化という社運を賭けた挑戦を行うこととなった。4]を筆頭とするロータリーエンジン研究部(平均年齢25歳。のちにロータリー四十七士と称される)がその任にあたった。日本の自動車業界内ではロータリーエンジンに対する様々な批判・悪評が飛び交い、それは社内にも広がった。ロータリー否定論を展開した。この時代、日本の大学研究者や企業のエンジン技術者には東京帝国大学等で富塚に師事した弟子も多かったため、富塚の見解に同調して、ロータリーエンジンを実現性に乏しい技術とする論調が業界に高まった。情熱を費やして続行された。大きな問題は3つあった。ロータリーエンジンの特徴的な劣化状態である、メインハウジングのチャターマーク。黎明期には悪魔の爪痕と呼ばれ、開発者から恐れられた。マツダ13Bエンジンのキー(左)とローターアペックス(頂点)シール写真は12万キロ走行後のものチャターマークローターハウジング内壁が異常磨耗する問題はアペックスシールの共振が原因であることが判った。アペックスシールとローターハウジングは、レシプロエンジンのピストンスピードよりも速い速度で接触するので強度や耐摩耗性も求められた。牛骨までがテストされたが好ましいアペックスシールの開発は困難を極めた。アペックスシールにクロス状に穴を開けて中空構造にした(クロス・ホロー加工)ところ、共振が分散されてチャターマークが発生しないことが判明したが市販化には適さなかった。カーボングラファイト(黒鉛)では強度が足りなかった。松田恒次社長(当時)は日本カーボンのパイロリテックグラファイト(PG)が通常黒鉛の10倍の引張り強さがある事を知り、日本カーボンに提供を申し込んだがパイロリテックグラファイトにはへき開性があったために適さなかった。最終的に日本カーボンと共同開発でアルミニウム合金のカーボン複合素材を新開発して使用することになった[19]。ローターハウジング内面には硬質クロームメッキを施して耐磨耗性を向上させた。燃焼室の気密性が低いため、ローター両側面から燃焼室にエンジンオイルが入り込んで燃焼し、白煙が発生していた。金属製のシールを2重に施しても白煙は解決できなかった。耐熱性の点で難しいだろうと考えられたゴム製のオイルシールを試してみたところ、目的を達成できた。ローター中心側は考えられているほど高温ではなく、ゴム製のシールでも問題なかった。低速トルクNSUから送られてきた試作エンジンは吸気・排気ともペリフェラルポートであった。トルク・エンジン寿命の点では不利であった。サイドハウジングに吸気ポートを設けたサイドポートエンジンとすることで、これらの問題点を若干改善できた。cc×2ローターの試作エンジンを展示。翌1964年(昭和39年)にはコスモスポーツのプロトタイプを展示した。訪問したというエピソードも残っている。kmにも達する走行テストが行われた。テストは各地のディーラーに委託されたコスモスポーツ60台により、1年の期間を費やして実施された。1967年(昭和42年)5月30日、コスモスポーツは満を持してついに発売となった。1961年(昭和36年)1月のロータリーエンジン試作1号機から、6年の歳月が流れていた。22件これに対してマツダの開発した特許は1,302件にのぼる。詳細は「プロジェクトX〜挑戦者たち〜」を参照ところが、このエンジンの開発期における最大の問題点であり、かつ解決されたかに思われた部分が、後に短所として再び浮き彫りになる。バルブタイミングで吸排気の制御を行うレシプロエンジンに比べ、吸排気をローターによるポート開閉と負圧に頼ったロータリーエンジンは、極低速回転時では吸気の慣性に乏しく吸排気効率が上がらず、結果として燃費悪化・トルク不足をおこす。アペックス、サイド、コーナーと複数のガスシールの突合せで作動室を仕切っている関係上、シール同士の接触部からの圧縮抜けが発生しやすく、シールおよびシール溝がすすやオイルスラッジで汚れると特に悪化するため、レシプロエンジンに比べこまめなメンテナンスが必要になる。エンジン内部や各シール(アペックスシール部、サイドシール部、ローターのサイドとインターミディエイトプレートの接触面)の潤滑のため、エンジンオイルをハウジング内へ注入している。そのためエンジンオイルは走行条件(主に高負荷領域の使用頻度)によっての差はあるものの、レシプロエンジンと比較すると減りが早い。そのため、エンジンオイル量低下時の警告機能がほとんどの車種で標準装備されている。レシプロのガソリンエンジンやディーゼルエンジンに比べ必要なメンテナンス頻度が高く、メンテナンスなしでの耐久性は非常に劣る。必要なメンテナンスを行っていれば、信頼性という点においてレシプロエンジンと比較しても遜色はない。オイルショックによる原油価格高騰の影響で、NSUと提携した各社はロータリーエンジンの将来性を見限って開発から撤退、本家NSUもロータリーエンジン車生産を中止した。マツダは唯一市場に踏み止まったが、採用車種は年を追うごとに減少し、1996年以降は1車種のみの生産に留まっている。RX-8のロータリーエンジンでは、排気ポートをペリフェラルポートからサイドポートに変更して、従来からの燃費悪化要因のひとつであった吸排気のオーバーラップをなくして燃費向上を図っている。レシプロエンジンの燃費も向上しており、依然として燃費はロータリーエンジンの最大の弱点であることは変わっていない。排気ポートの変更によって、サイドシールの磨耗やススの付着といった新たな問題も発生した。1973年(昭和48年)の排気ガス規制導入当初は、窒素酸化物(NOx)を減らすための効果的な手段が見つかっていなかったが、マツダはREの低いNOx濃度を濃い空燃比(燃調)でさらに低減させ、それに伴う不完全燃焼により増加する排気ガス中の炭化水素(HC)および一酸化炭素(CO)をサーマルリアクターにて再燃焼させて浄化しており、濃い燃調により実燃費がさらに悪化するという事態に陥っていた。のちにNOx、HC、COを同時に低減可能な三元触媒が開発・実用化され、サーマルリアクターを触媒に置き換えることで燃調を薄くできたため、燃費を向上させた。機種編集レネシスロータリーエンジン(マツダミュージアム、2005年2月撮影)マツダはコスモスポーツの発売開始以降、「1970年代、車の主流はロータリーエンジンへ」「車の主流を変える、ロータリーのマツダ」というキャッチコピーとともに各車種への展開を図った。13A以外はまったくの新開発ではなく、既存の生産設備を使うため10Aをベースにローターやハウジングの厚みを増して排気量を上げたものである。そのためローターの厚さ以外の基本寸法は変えられていない。世界初の2ローターロータリーエンジンとしてコスモスポーツに搭載された。ファミリアにもデチューン版が搭載されている。cc×2ローター6PI仕様が12A-6PI、ターボ仕様が12A-T。RX-7(SA22C)等、当時のマツダ車に多数採用された。サーマルリアクター方式による再燃焼システムの改善を行い、40%もの燃費改善を果たした。その後、排ガス処理をサーマルリアクターから希薄燃焼と触媒による排ガス処理システムを採用してさらに燃費改善を実施。サバンナとルーチェに搭載、ルーチェAPでサーマルリアクターのREAPS2販売開始。現在の13B-MSPにも採用されている6PIを初めて採用。希薄燃焼と触媒による排ガス処理システムを採用してパワーと燃費の両立を図った。cc×2ローター12A-6PIの後に登場したターボ付。EGIをREで初めて採用ものであるが6PIは採用されていない。排ガス処理システムは、希薄燃焼と触媒を採用。cc×2ローターロータ幅は10Aと同じで偏心量を増やしてある。縦置きエンジンのFFルーチェにのみ搭載された。cc×2ロータールーチェや2代目コスモで採用。%もの燃費改善を果たした。その後、サーマルリアクターから希薄燃焼と触媒による排ガス処理システムに変更し、さらに燃費改善を実施。654cc×2ロータールーチェや2代目コスモに搭載されたスーパーインジェクション仕様。希薄燃焼+触媒による排ガス処理システムを採用。654cc×2ローターサバンナRX-7(FC3S)などに搭載されたターボ仕様。654cc×2ローターアンフィニRX-7(FD3S)やユーノスコスモに搭載された、シーケンシャルツインターボを採用。吸排気共にサイドポートを採用した自然吸気エンジン。RX-8にのみ搭載されている。654cc×3ローターレース用3ローターエンジン。市販版が20Bとなる。cc×3ローター20Bはユーノスコスモのみの採用であるため、20B-REWのみ。日本車初となるシーケンシャルツインターボを採用。GTに参戦しているRE雨宮はこの20Bを自然吸気化、ペリフェラルポート化して搭載している。厳密にいえば単純に自然吸気化したものではない。cc×4ローターレース用4ローターエンジン。757Eに搭載された。cc×4ローターレース用4ローターエンジン。cc×4ローターレース用4ローターエンジン。2段切替の可変吸気システム搭載。767Bに搭載された。cc×4ローター1991年のル・マン24時間レースで総合優勝した787Bに搭載された。3本の点火プラグや、リアルタイム可変吸気システムを備える。軽自動車の排気量が360ccだった頃に開発途中だった1ローターのエンジン。マツダミュージアムに展示されている。開発初期に作られた試作機。cc×2ローター2007年東京モーターショーで世界初公開されたエンジン。マツダ自身が次世代RENESISと呼ぶ完全なる新開発のエンジンで、直噴化して燃費を向上させ、排気量を12A、13Bのように厚みを増して上げたものではなくトロコイド形状から見直し排気量を上げることでレシプロエンジンで言うロングストローク化を果たしている。アルミ製のサイドハウジングを採用している。cc×3ローターコンセプトモデル風籟に搭載された3ローターの自然吸気エンジン。詳細は「水素ロータリーエンジン」を参照1990年代以降には水素ロータリーエンジンがマツダによって研究開発されている。水素燃料は再生可能エネルギーの一種であり、また燃料電池用の燃料としてのインフラ整備が課題に挙がっている。その水素燃料を容易に転用できる内燃機関のひとつとして、ロータリーエンジンは有望である。これはレシプロエンジンとの比較で、吸気室と燃焼室が分離している上に高温となる排気バルブもないため、過早着火[20]やバックファイアーと言った異常着火が発生しないこと、また大径となる水素インジェクターを、燃焼にさらされずにすむ吸気室上部の広大な場所に設置できること、という構造上の利点があり、さらには水素は燃焼速度が速く、縦長で扁平な燃焼室形状という欠点が問題になりにくいという相性の良さもあるためである[21]。現時点では高純度の水素を必要とする燃料電池車などと比べても、はるかに現実的な解法である。燃焼時のすすが少ないためLPGやCNGなどのガス燃料であれば、水素以外でもロータリーエンジンの方がレシプロエンジンよりも有利であるとされる。LPGやCNGはともかく水素においてはインフラの整備にめどが立たないこと、水素の場合において、水素吸蔵合金を使用すれば車が重くなり、高圧水素タンクを使用すれば衝突時に爆発の危険があること、そのどちらにおいても航続距離が短距離に留まることなど、ロータリーエンジンに限らず、水素を自動車用エネルギー源として使用する上で解決すべき課題はまだ多い。試作車スズキ・RE-5バンビーン・OCR1000日本編集NSUの原設計をベースに、マツダにより開発・販売されたものが日本のみならず、世界でも最も著名である。2019年現在、市販されている車種は存在しないが、水素を燃料としたものや、発電用として開発は継続されている[22]。4代目)[12A,13B]マツダ・ロータリー・ピックアップ(英語版)(世界初のRE搭載ピックアップトラック、プロシードをベースにした対米輸出専用車)パークウェイ[13B](世界初のRE搭載バス)ロードペーサー[13B]ドイツ(西ドイツ)編集ドイツはロータリー発祥の地ではあるが、市販に漕ぎ着けた車種は極僅かである。(2105シリーズはソ連時代は毎年70万から100万台生産され、当時のソ連の自家用車の7割以上を占めていた旧ソ連の大衆車。21059は120馬力2ローターエンジンの「VAZ-411M」を搭載。(2107は2105の上級グレード。21079は120馬力2ローターエンジンの「VAZ-411-01」を搭載。2108/2109/21099。(3ドアハッチバック。2108に140馬力2ローターの「VAZ-415」を搭載。(5ドアハッチバック。2109に140馬力2ローターの「VAZ-415」を搭載。2109に140馬力2ローターの「VAZ-415」を搭載。2110に140馬力2ローターの「VAZ-415」を搭載。2115に140馬力2ローターの「VAZ-415」を搭載。1111は日本の軽自動車に相当するモデル。GAZはVAZよりロータリーエンジンの供給を受けてロータリーエンジン車を製造していた。3102シリーズのKGBおよび警察用車両。220馬力3ローター「VAZ-431」エンジン搭載。14"チャイカ"(高級官僚および共産党幹部専用のリムジン。220馬力3ローター「VAZ-431」エンジン搭載。)オートバイ編集ハーキュレスW2000(世界初のRE搭載バイク)スズキRE-5(日本初のRE搭載市販バイク、輸出専用車種)バンビーンOCR1000(米国のロックバンドブロンディのアルバムジャケットにもなった、伝説のロータリーエンジン搭載車)ノートンコマンダー(一時期、英国の警察車両としても採用されたバイク。パレードやVIP車両護衛など低速走行時の低振動性を認められたと言う)F1(レース用バイクの公道版として1990年代初頭に販売された)NRV-588/NRV-700(2006年にプロトタイプが完成したレース用バイク。詳細は「マツダ#モータースポーツ」、「マツダスピード」、「マツダ・12A型エンジン#レース用12Aの開発」、および「マツダ・13B型エンジン#レース用13Bの開発」を参照REは構成部品が圧倒的に少なく、特に組み付けと調整に多くの時間を要する動弁系を持たないことや、ジャーナルとキャップ間などのオイルクリアランスの管理箇所が少ないことで、オーバーホールの時間を大幅に短縮でき、レースユースには非常に適している。ローコストで高性能が得られることから、多くのプライベーターの支持を受け、1970年代以降の日本のモータースポーツ界を支えたが、1992年頃よりマツダがレースから完全撤退してしまい、マツダスピードも形骸化(後に解散)してしまったため、日本国外の現地資本によるワークス活動を除き、ロータリーでプロレベルのレース活動をすることは非常に困難になっている。採用チームの少ない割に性能均衡が難しいことからロータリーエンジンの搭載自体を禁止するカテゴリも多く、規則の自由度が高いことで知られるWEC(世界耐久選手権)のLMP1規定すらもレシプロエンジンしか認可されていない。現在トップカテゴリでロータリーエンジンが禁じられていないのは、世界ラリークロス選手権のツーリングカークラスやWRC3のような、アマチュア向けの市販車クラスのみとなっている。2020-2021シーズンのWECのハイパーカークラスより、ロータリーエンジン搭載車両が参戦可能となった。マツダがロータリーエンジンを搭載した787Bでル・マンを制した1991以来初の事であり、マツダ副社長も関心を持っている。[23]極少数ではあるがマツダスピードから3プラグサイドポートハウジングと、ペリ吸気ハウジングが発売されていた。GTで走らせていたFD3Sに搭載されていたNAバージョンの20B型エンジンは、中古車であるユーノスコスモのエンジンである20Bを基にしたものである。チャンピオンシップで使用される。ワンオフ品編集その簡単な構造により、十分な知識、部品およびツールさえあれば、個人でのエンジンの分解・組み立てさえも可能である。2ローター以上のロータリーエンジンは、左右と中央のハウジングに挟まれたローターが直列に配置された構造を採るため、レシプロエンジンのクランクシャフトに相当するエキセントリックシャフトの新造さえできれば、個人でも市販エンジンの部品を組み合わせて1ローターや4ローター以上のエンジンを製作する事も可能である。1ローターは日本のRE雨宮がマツダ・シャンテの改造用に製作したものが著名であり、海外では2013年現在、自動車向けではニュージーランドのエンジンビルダーが試作した6ローター[24]が発表されている。REは構造が積み木に近いため、エキセントリックシャフトさえワンオフで制作できれば1ローターの6.5B(13Bハウジングを使った1ローター)や、24A(スクートスポーツがデモカーに搭載している、12Aハウジングを使った4ローター。スクートスポーツやマジックは13Bハウジングを使用した4ローターも製造販売している。こちらは上記のレース用エンジンと同じR26Bという形式名が付けられている)など、様々な物を制作可能である。動力で働くヴァンケルロータリー構造の圧縮機である。ァンケルロータリー構造を内燃機関用スーパーチャージャーに応用したもの。実験は行われたが、十分な過給効果を得るためには、ロータリーエンジンの2倍ほどの大きさのハウジングが必要となるため、実用化はされていない。油圧モーターの中で、油圧ショベルの駆動輪などに用いられているものはヴァンケルロータリー構造のものが多い。奇抜なものとしてシートベルトプリテンショナーがある[25]。メルセデスベンツでいくつかの車種に使用されている[26]。これらの自動車では衝撃を感知すると電気的に小型のガス発生器に点火されて作動して減圧されたガスが小型のヴァンケルロータリーモーターに供給されてシートベルトを巻き上げる[27]。ロータリー熱エンジン(RHE)編集ランキンサイクルによって作動する外燃・外熱ヴァンケルロータリーエンジン。各種プラントの排熱を、機械エネルギーとして、また、発電機との組み合わせで電力として回収するために用いられる。150°C程度の排熱からでも動力を取り出せる[28]。Vehicle)は、前後に8ローターのロータリー・エンジンを搭載という設定になっている。ccと換算されて、同エンジン搭載車は排気量1.5リットル以上2.0リットル未満の車として課税される。換算式内の「1.5」を俗に「ロータリー係数」と言うが、正式名称ではない。のちにマツダの第6代社長に就任する。その後も富塚はマツダのロータリーエンジン車が市販されるようになった晩年の著作に至るまで、ロータリーエンジンに否定的な見解を一貫して続けた。978-4-7796-0403-4)を参考とした。驚異の12ロータリー・エンジン。