レシプロエンジンとは (レシプロエンジンとは) [単語記事]

レシプロエンジン（Reciprocating engine）とは、往復動機関あるいはピストンエンジン・ピストン機関とも言われる熱機関の一種である。

概要

簡単なたとえ話から始めよう。手で握りこぶしを作り、肘をまっすぐにし、腰の辺りでこぶしで円運動をしてみてほしい。すると、手は円運動をしながらも、肩は上下運動を行っているだけであるということに気がつくはずだ。

さて、自然界では単純上下運動は非常に多く存在する。例えば海の波涛も、そこに「浮き」を浮かせれば単なる上下運動になることが予想できるだろう。
さらに、バネのような反発する素材を使い、「肩を意図的に押し下げれ」ば、押し下げた後でつぶされたバネが反発し、結果押し下げる力だけで上下運動が得られる。さらに「こぶし」に棒を握らせ、さらに棒の一部分を固定すれば、機械でも上下運動を円運動に変換できる。
なお、専門用語的に言えば、この「こぶし」がクランク、「腕全体」がピストンであり、「上下運動」はピストン運動とも呼ばれる。

エンジン（特にレシプロ機関型）とは、このようにして機械の「腕」を作り、上下運動などから円運動などを取りだして、それを動力として仕事をする機関（厳密に言えば原動機の1つ）のことである。

レシプロエンジンの発展型として、腕もこぶしも使用せずに円運動から直接動力を得る「ロータリーエンジン」、さらに理論上は最高の熱効率を得る「スターリングエンジン」などが存在する。また、「天空の城ラピュタ」の飛行船タイガーモスのエンジンでもある「焼玉エンジン」はレシプロエンジンの1種である。

ちなみにジェットエンジンはガスタービンの一種である。名前が示す通り、構造的にはタービンである。

燃料（点火機構）による違い

別の区分として、「気化ガソリンを含む空気を圧縮し、スパークプラグによって点火し燃焼させる」ガソリンエンジンと、「軽油・重油等を空気と共に圧縮し断熱圧縮を利用して点火、燃焼させる」ディーゼルエンジンが存在する。

種類

外燃機関
- 蒸気機関、レシプロ機関型
  水蒸気を使用。燃料は木炭、石炭、石油（ガソリン、重油）などを燃やす熱で水蒸気を発生させる。
  蒸気船、蒸気機関車、蒸気自動車などで使用。レシプロエンジンの原型。
- スターリングエンジン
内燃機関
- 木炭エンジン
- 石炭エンジン
  石炭の粉末を燃やして動く。ディーゼルエンジンの一つ。
- ガソリンエンジン
  ガソリン機関とも、動力を生み出すコストが安い為、自動車、自動二輪車などに幅広く利用されている。
  - スプリット・シングル
    二つのシリンダーが一つの燃焼室を共有する形式。
- ディーゼルエンジン
  ディーゼル機関とも、実用的な内燃機関の中ではもっとも熱効率に優れる。
- 焼玉エンジン
  焼玉機関とも言われる。或いは点火方法の特徴からセミ・ディーゼルとも。
- 水素燃料エンジン
  水素ガスを燃料とし究極の無公害エンジンとも、ただし課題が多い。
- ロータリーエンジン（回転式エンジン）
  主に初期の航空機で使われていたエンジンで、固定されたクランクシャフトを中心にエンジン本体が回転する。
  英語でロータリーエンジンと言うとこちらを指す場合が多い。
- ミラーサイクルエンジン
  バルブ操作により容積一杯まで空気を吸わずに燃焼させる方式。燃費が上がる。特定の燃料に依存しない。
- ターボコンパウンドエンジン
  その名の通りレシプロエンジンの動力に排気タービンで得た動力を複合して、通常のレシプロエンジンより大きな出力を引き出すエンジン。ただし構造が恐ろしく複雑になるため、1950年代に大型レシプロ旅客機で流行した以外は殆ど普及していない。

気筒配置による種類

(仮称)と書かれているものは正式名称が不明な物です。

	気筒数
直列（Inline、Straight）、並列（Parallel）	2気筒・3気筒・4気筒・5気筒・6気筒・8気筒・9気筒・10気筒・12気筒・14気筒
V型、L型、倒立V型、180°V型(Flat)	2気筒・3気筒・4気筒・5気筒・6気筒・8気筒・10気筒・12気筒・16気筒・18気筒・20気筒・24気筒
狭角V型、VR型	4気筒・5気筒・6気筒
水平対向	2気筒・4気筒・6気筒・8気筒・10気筒・12気筒・16気筒
星型（Radial）5気筒ベース	5気筒・10気筒・15気筒
星型（Radial）6気筒ベース	12気筒
星型（Radial）7気筒ベース	7気筒・14気筒・21気筒・28気筒・42気筒
星型（Radial）8気筒ベース	16気筒
星型（Radial）9気筒ベース	9気筒・18気筒
星型（Radial）11気筒ベース	11気筒・22気筒
W型、Y型	3気筒・12気筒・18気筒
W型、WR型	8気筒・12気筒・16気筒・18気筒
H型	4気筒・8気筒・16気筒・24気筒
U型、2軸式V型、タンデム2、スクエア4	2気筒、4気筒、8気筒・12気筒・16気筒
X型	8気筒・16気筒・24気筒
デルティック	9気筒・18気筒
その他	単気筒・並列式V型24気筒(仮称)、W型24気筒・菱形配置4バンク対向ピストン24気筒(仮称)・6バンク星形配置24気筒(仮称)・複列30気筒

カム・バルブ配置による種類

SV（サイドバルブ）
OHV（オーバーヘッドバルブ）
OHC（オーバーヘッドカムシャフト）
- SOHC（シングルオーバーヘッドカムシャフト）
- DOHC（ダブルオーバーヘッドカムシャフト）
- TOHC（トリプルオーバーヘッドカムシャフト）
  ドゥカティのレース用単気筒バイク、125デスモとスズキのスクエア4を搭載したコンセプトバイク、ファルコラスティコに採用された形式。ドゥカティの物は明白にトリプルカムシャフトだが、スズキの物はシリンダーヘッド単位ではTOHC、機構的にはDOHCで、その内の一本を共有した物である為シリンダー列単位では1.5OHCと見做せる代物である。
- QOHC（クアドラプルオーバーヘッドカムシャフト）
  名称は筆者が考えた便宜上の物である事に注意。ドゥカティの公式サイトにて言及されている4つのカムシャフトを持つエンジン。余りにも複雑で大型過ぎた為開発は中止となったらしい。実際に製造されたか不明。
スリーブバルブ