内燃機関超基礎講座 | スクデリエンジン──2気筒なのに1気筒運転。なぜスプリットにするのか。

2021/01/09
Motor Fan illustrated編集部

4ストローク機関を前期/後期に分けたスプリットサイクル構造で、前期行程では空気圧縮に特化していることから小径ボアとしている。空気を圧縮すれば高温化しノッキングには不利だと思われるが、スクデリグループ社は、連通路を通る間に冷却がなされると説明する。後期行程側は実際の軸出力仕事に特化できるため、ストロークは大きくとっているだろう。むしろ、そのためのスプリットサイクル構造と思われる。

通常着火モード：4ストローク/サイクルをふたつのシリンダーで分けたモード。前期行程でつくられた圧縮空気は連通路を伝って直接後期行程シリンダーに流入する。流速が高いため、混合気生成は通常サイクルよりはかどるという。

エアコンプレッサーモード：減速時など、積極的な駆動力が必要とされないときは、後期行程のバルブトレーンを停止、前期行程で生じた圧縮空気をエアタンクに一時貯蔵する。いわゆる、エネルギー回生システムの一種である。

エア拡張&着火モード：エアタンクに充分な圧が望める場合には、前期行程のバルブトレーンを停止し、エアタンクから直接後期行程シリンダーに圧縮空気を吐出する。前期行程のポンプ損失を回復できるのもメリットのひとつ。

点火&チャージモード：最初に紹介した通常着火モードに加え、圧縮空気の一部をエアタンクに貯蔵するモード。軽負荷域での運転で用いるのだろう。エアタンクの圧が充分になれば、先述のエア拡張&着火モードに移行するという。

エア拡張モード：非常にユニークなモード。圧縮空気の圧力のみで後期行程シリンダーを動作させる。つまり、点火もせず、燃料も噴射しない。どれだけ走れるかはエアタンクの容量と吐出圧によるだろうが、おもしろい着眼だ。

2011年の東京モーターショーに突如あらわれたスクデリエンジンのプロトタイプ。それまでは画面上でしか見られなかったシステム（内部構造）だっただけに、外殻をまとうと、スクデリグループに置いていなければこれがスプリットサイクルだとわかる人も少なかったであろう。直列2気筒構造で、もちろんふたつのシリンダーを両方用いてワンサイクルを実現する。つまり、通常のサイクルで言えば単気筒エンジンに相当する。

左右のシリンダーを正面から見たところ。向かって左側が初期2行程（吸入/圧縮）、右側が後期2行程（膨張/排気）シリンダー。よって、点火プラグは右にしか備わらない。左右間をつなぐ奥の赤い部分が連通管である。

後側シリンダーヘッドのカット部分。ご覧のように、インジェクターは圧縮空気が筒内に流入する直前に備わる。バルブレイアウトはディーゼルのように直立していて、スプリングやシートが見当たらないが、試作エンジン故か。

このプロトタイプはバランスシャフトを装備。クランクピン配置は少し特殊に見える。エネルギー効率を高めるために後期行程は前期よりもストロークを伸ばしているであろうから、それも含めての対応策であろう。

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