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テクノロジー

ピストンエンジンよりも小型高効率な「円弧動エンジン」、日本ソフトウエアアプローチが考案 128

ストーリー by hylom
ちょくちょくこういう話は耳にするが実用化は…… 部門より
あるAnonymous Coward 曰く、

学習用コンピュータソフトウェアを販売し、科学技術計算等新技術開発を行っている日本ソフトウエアアプローチが、「円弧動エンジン」なるものの理論設計を公表した。現在、同エンジンの試作機製作や実用化に向けて提携先企業を探しているとのこと(ASCII.jp)。

円弧動エンジンは、ドーナツ状シリンダー内部で2つのピストンが円周方向に往復運動する構造。燃焼室は各ピストンの両側に存在し、シャフトの対称方向にもう1組のピストンが設けられる。ピストンの動きはクランク・歯車機構により出力軸及び吸排気ポペットバルブを駆動カム軸と連動する。詳細は同社Webサイトを参照されたい。

ピストンの円弧状の動きを回転運動に変換しているため、同社では従来型レシプロエンジンと(ヴァンケル)ロータリーエンジンの中間にあたる構造と呼んでいる。高効率・小型・軽量を謳い、同社では自動車に用いられる2000ccクラスのレシプロエンジン(約200kg)と同程度の出力を10%程度の重量(約15kg)の円弧動エンジンで可能、燃費は3分の1程度になるとしている。

公開された設計図はエンジンの基本構造だけでなく各部品の詳細にわたり、冷却や潤滑構造、応力分析も含む技術資料も同時に公開されている。

内燃機関より先に油圧機器・圧縮機で実績を積んでみては、と考えているが、いかがなものだろうか。

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  • GIFアニメ (スコア:5, 参考になる)

    by Anonymous Coward on 2013年12月11日 16時57分 (#2510298)

    Animated GIF はこちら。
    http://www.jsain.co.jp/act.htm [jsain.co.jp]

    トップページからリンクが張ってあるよ。

    • by guicho2.71828 (38877) on 2013年12月11日 20時01分 (#2510479)

      GIF見たら、「高回転型」なのにカムのオーバーラップゼロwwwww

      おいといて。

      デメリットの「シリンダの加工方法が確立されていない」というのは
      ほとんど「実物を作る方法がない」ってのと同じだと思うんですが・・・。
      どうなるんだろこれ。

      怪しいオジサンが永久機関を作ったと言ってるのと同じぐらいに怪しいかも。
      (いや、それよりはレベルが高いと思いますが)

      --
      新人。プログラマレベルをポケモンで言うと、コラッタぐらい
      親コメント
    • by Anonymous Coward

      サンクス!

    • by Anonymous Coward

      構造は面白いが実用化にあたって気になる部分。

      ・従来型エンジンのピストンリングに相当する摺動部のシーリング。
      ・2つのクランク軸を1つの出力に纏める部分の動力ロス。

      ホンダあたりに試作品作ってもらえばどうかね。

      • by Anonymous Coward on 2013年12月11日 17時37分 (#2510347)

        #2510343 ですが。
        アニメーションGIF見た感じだとロータリーの欠点を取り入れた水平対向4気筒みたい。
        なので以下に訂正。

        × ホンダあたりに
        ○ マツダに

        親コメント
        • by saitoh (10803) on 2013年12月12日 1時29分 (#2510665)
          ロータリーを実用化したアペックスシールの技術だったらマツダ、楕円ピストン を実用化した非・円形ピストンリングの技術だったらホンダ。 gifアニメを見る限りは、ロータリーエンジンの封止技術の方が適合しそうな感じですね。
          親コメント
  • by SteppingWind (2654) on 2013年12月11日 17時03分 (#2510308)

    ピストンをどうやって冷却するの?

    ピストンの両側で燃焼するから, 反対側からオイルで冷却するようなこともできないし, 内部に溝を掘ってオイルを循環させようとしても遠心力で溜まったままになっちゃうし. 耐熱セラミックを使うにしてもかなり高価で, さらに工作精度を上げるのが難しい.

    構造的にピストンが片持ち梁形状で, 根本の部分に応力集中が起こる. さらに高温状況で圧縮と引張応力が交互にかかるため, 疲労破壊を起こしやすい.

    なんて問題点がすぐに思いつくんですけど.

    • by Anonymous Coward on 2013年12月11日 17時13分 (#2510321)

      技術仕様の1ページ目に、ピストンのオイルについて書いてありますよ

      親コメント
    • 実用的なトルクも得られそうにないなぁと感じた。
      2輪車で空冷なら何とか使えるものになるかも。

      親コメント
    • by Anonymous Coward on 2013年12月11日 17時50分 (#2510355)

      冷却はオイル圧送って書いてあるね。
      根本に応力集中なのは台形みたいな形状をとってるから
      考えてはいるだろうね。

      親コメント
    • by Anonymous Coward

      騒音や振動というところまで考えると、ロータリーエンジンより、技術的困難度が高いように思える。それなりに動く模型は作れるだろうけれど、実用面で、ロータリーエンジンより呼応効率かつ長寿命にはできそうにないなあ。

      • by Anonymous Coward on 2013年12月11日 18時28分 (#2510398)

        ロータリーの方が相当難易度高く感じるのは気のせいか?

        機械工作的にも偏心運動するロータ、エキセントリックシャフトと特殊だし、
        アペックスシールなどは、今回のエンジンに求められるシーリング要素よりも遥かにシビアだと思う。

        原理的には圧縮比やトルクはロータリーより有利だしなあ

        親コメント
  • 車重の3割くらいがエンジンの二輪車で、エンジンが半分以下に軽くなるなら
    圧倒的な性能向上が得られそうに思います。

    いっそのこと、二つの軸から、一つの軸にまとめる機構を省いて
    発電機を繋いで、シリーズ方式ハイブリッドとして使ってもいいような気もします。
    エンジン部分が、半分以下になれば、発電機構や電池の重さ分と相殺しても
    それなりの結果が出てきそうな気がします。
  • ドーナツ構造の断面が "円形"+オイルの出入口 みたいになってるけど、これ別に円じゃなくてもいいんじゃないのかな。よう知らんけど。
    トーラスでありさえすれば(断面が円形でなくても)いいなら、加工難度はそれほど高くないんじゃないかな。よう知らんけど。

    形は非常に美しいと思う。

  • by Anonymous Coward on 2013年12月11日 16時27分 (#2510270)

    >>内燃機関より先に油圧機器・圧縮機で実績を積んでみては、と考えているが、いかがなものだろうか。

    「こんなのが上手くいくわけがない。」と思っているからこの書き込みなのか
    ただ単に実績がわからないからこう書いているのか。

    • by Anonymous Coward on 2013年12月11日 17時16分 (#2510322)

      燃費が1/3というのが何言ってるの?という感じです。(33%改善、という意味だったとしてもです)
      見た所4stのオットーサイクルのようですから、ならばエンジン単体の燃費率(熱効率)がそんなに上がるわけないので質量差からなのでしょうけど、根拠がないです。
      2.0Lのエンジン載せるような1.2t〜1.4tの車両を200kg軽くしました言っても、燃費は良くてもギリギリ二桁%しか(しかではないんですけど)変わらない現状からすると、なんでそんな数字が出てくるのか不明。
      さらに言えば近年のエンジンでは燃焼を良くするために最も重要な要素であるガス流動がレシプロほど煮詰められていなく、形状的にこの先煮詰める余地もあるか疑問なので、下手しなくてもエンジン単体での燃費率はいまのレシプロより悪いんじゃないのという疑問が。
      コンパクトな分冷却も厳しそうですし。
      他、ピストン周りなどメリットに上げられている事が、今はすでに解決済みだったり支配的ではなかったりなので、その辺が教科書丸写しな感じです。

      タレこみ文が何言いたいのかわからないのはそうだと思いますが、まずは燃焼の関係無い、シールもザルで構わないエアーのコンプレッサーを作って新しい要素のノウハウ貯めるのが先だと思います。

      親コメント
      • by Anonymous Coward on 2013年12月11日 18時02分 (#2510367)

        > 2.0Lのエンジン載せるような1.2t〜1.4tの車両を200kg軽くしました言っても、燃費は良くてもギリギリ二桁%しか> (しかではないんですけど)変わらない現状からすると、なんでそんな数字が出てくるのか不明。

        185Kg車が軽くなれば、フレーム等の車体本体の軽量化も可能な事や、
        ブレーキ等も当然小型軽量化が出来る。
        要は、エンジンを小型軽量化できるということは全てを軽量化方向に作る事ができる。
        その結果トータルで燃費が33%向上なら不思議でも何でもないと思うけどw
        簡単に言えば、軽自動車と普通車の燃費の違い。

        > さらに言えば近年のエンジンでは燃焼を良くするために最も重要な要素であるガス流動が
        > レシプロほど煮詰められていなく、形状的にこの先煮詰める余地もあるか疑問なので、
        > 下手しなくてもエンジン単体での燃費率はいまのレシプロより悪いんじゃないのという疑問が。
        > コンパクトな分冷却も厳しそうですし。

        今のレシプロエンジンより効率が悪いか良いかは、
        ぶっちゃけ圧縮比が幾らになるかによると思うよ。
        圧縮比が高くできるならレシプロより先があるはずw

        ちなみに、レシプロエンジンが持て囃されているのは自動車位だからw
        圧縮機等は既に、省エネ目的と効率でロータリーとかスクロールが主流。
        なので、一概にこの技術を否定するのは如何なものかと思うね。

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      • by Anonymous Coward on 2013年12月11日 18時28分 (#2510397)

        >まずは燃焼の関係無い、シールもザルで構わないエアーのコンプレッサーを作って新しい要素のノウハウ貯めるのが先だと思います。

        そう思います。まずは機械的に優れた性能を持っていることを、より関係する要素が少ないところで確認すべきでしょう。

        既に極まってる技術の更なる改善は、それを本気でやっちゃうの? というレベルで細かいところを詰めていく作業ですから。
        自動車用のエンジンは、良く燃える燃焼室形状に関するノウハウの蓄積を超えて、
        着火時にどのように燃焼室内の一部に燃料を集中させるかぐらいまで徹底的に改善が進んでいるところですし。

        全く新方式のエンジンがその本質的な性質のために、最初期の自動車用ピストンエンジンを超える性能だったとしても、
        そこからまた長い長い改善を経ないと今時の自動車用エンジンには追いつけないでしょう。

        草刈り機用や模型用など、その手の改善の余地と需要がまだしも少ない業界では目があるかも知れませんが、
        自動車を例に出したのは筋が悪いと言わざるを得ないです。

        親コメント
    • by Anonymous Coward

      燃費が3分の1としても、極端に耐久性が低いのなら、ランニングコストが安くなるとは限らないわけで、
      とりあえず動くものが出来ないことには、なんともね。

      • by Anonymous Coward on 2013年12月11日 16時48分 (#2510285)

        構造上耐久性が低いという欠点を見出したのならこのコメントも理解できるけど、
        まったくの言いがかりじゃねーかwwww

        こういうの考案したから、実際に動くものつくろうぜ! どっか協力してくんない?って話なのに、 

        まずは動くものを作ってからだ(キリッ

        …ってほんと上から目線というか、何様なんだよというか…

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        • by Anonymous Coward

          同じ感想持ったわー
          ただ、ほかの識者っぽいコメント見るとまだ問題はありそうねってのも正直な感想だな

    • 人類が手にした油圧ポンプ・油圧モーター・圧縮機・エアモータ類の機構要素の内、実際に内燃機関の主要技術に用いられているのは、そう多くない。
      多分油圧機器・圧縮機類より内燃機関の方が、ハードルが高いのだろう。
      以上の見聞に鑑み、内燃機関より先に油圧機器・圧縮機で実績を積んでみてはと提案した。
      正直「こんなのが上手くいくわけがない。」(シーリング・潤滑・軸方向変形・ピストン冷却・回転振動の問題)と思っている面もあるし、その前に油圧機器・圧縮機で実績を積んで耐えられると見切った人が現れたらのなら、内燃機関機構でのトライが始まるのではと考えている面もある。

    • by Anonymous Coward

      >>> 内燃機関より先に油圧機器・圧縮機で実績を積んでみては、

      hylomさんですから、ここはスルー力を発揮した方が吉かと。

      一番数が出ている内燃機関は自動車用エンジンですが、これは既に高度に研究・最適化された製品が存在し、しかも過剰とも思える耐久性とか排ガス規制とかも要求されますから、ここをいきなり狙うと、商品化までに時間が掛かり過ぎるでしょう。

      同出力のピストンエンジンと比べて軽くできるなら、模型用とか小型農機具とかその辺りから攻めるのが良さそうに思います。

      • by yasuchiyo (11756) on 2013年12月11日 23時25分 (#2510612) 日記

        一番数が出ている内燃機関は自動車用エンジンですが、これは既に高度に研究・最適化された製品が存在し、しかも過剰とも思える耐久性とか排ガス規制とかも要求されますから、ここをいきなり狙うと、商品化までに時間が掛かり過ぎるでしょう。

        そこに打って出なければ、マイナーなゴミ技術確定ですよね。
        もともと設備購入費に対して運転コスト比が小さい模型とか農機とかが、さらなる導入コストアップを受け入れると思いますか。

        親コメント
    • by Anonymous Coward

      とりあえず学研の大人の科学あたりで実現させてくれれば、アレゲな人たちの手に入りやすい。
      人目に触れればそれなりに知名度も上がるし、
      その中からいろいろと有意義な意見も出るのではないだろうか。

      # というか、大人の科学で出たら買っちゃうぞ~と言っているようにも見える

    • by Anonymous Coward

      × 捕捉
      ○ 補足

  • by Anonymous Coward on 2013年12月11日 16時42分 (#2510281)

    日本ソフトウエアアプローチさんのホームページがかなりのレベルで、タイムスリップでもしたような感覚に(以下略

    #まずどこかの製作会社に注文して試作機をお造りになってから、デモをしつつプレゼンしたほうが提携先も見つかりやすいのではないでしょうか。

  • 複動式機関のバリエーションみたいな印象ですかね。

    ピストンを両側から押す複動式は、
    単純に比較すれば、単動式(片方向しか押さない)よりも効率がいいはずだけど、
    内燃機関でやろうとすると凄く大変。
    (蒸気機関ならわりと簡単に実現できるから、複動式蒸気機関は一般的)

    それを単純な直線往復じゃなく回転運動にすることで、
    実用的な複動式内燃機関を設計してみました、みたいな感じ?

    #これが本当に実用になるのか知らないけどさ

  • 実物作るところまではがんばってほしいかな

    # 応用(実用)になるかは、別

    --
    M-FalconSky (暑いか寒い)
  • by hime (22842) on 2013年12月12日 5時35分 (#2510702) 日記

    各パーツの分解と組み立てをどうするのかが考慮されていないような…
    なんかすごくメンテンナス性が悪いような…

    かといって簡単に組み立てられるようにパーツ分けを想定すると、別の問題が生じそうな構造な気も…

    --
    〜〜 姫 〜〜
  • by te2 (29195) on 2013年12月12日 12時23分 (#2510870)

    どこかで見たと思ったら、30年位前の『内燃機関』という本(著者は失念しました)に
    よく似たものがありましたね。
    確か環状シリンダーロータリー機関とかそんな名前だったような。
    環状に往復するピストンからの出力の取り出しが違っていて、
    クランクが一切無いよりエレガントな物でした。
    実用性は子供ながらに疑問でしたが。

  • by Anonymous Coward on 2013年12月11日 16時46分 (#2510284)

    机上の空論

  • by Anonymous Coward on 2013年12月11日 16時49分 (#2510287)

    gif動画でお願い致す。ワイパーみたいな運動なのかな。だとすると寿命が短そう。
    ソフトウエアという名前がついているのに、ホームページはギザギザ文字のjpg・・・

  • by Anonymous Coward on 2013年12月11日 17時18分 (#2510325)

    即壊れそうじゃないか?

  • by Anonymous Coward on 2013年12月11日 17時22分 (#2510333)

    こんな複雑なエンジンを新しく作るくらいなら、今ある水平対向エンジンを改良すればいいじゃないか........
    アイデアとしては面白いけれど、今までのピストンエンジンの技術的蓄積を捨てて一から開発やりなおすほどのメリットがあるかどうかが問題
    かつては「夢のエンジン」と言われたロータリーエンジンの今のありさまを教訓としてほしいものだな

  • by Anonymous Coward on 2013年12月11日 17時38分 (#2510348)

    エンジンだから部品の精度は必要だろうけど回転機構とかの動作確認用の試作品作成にはちょうどいいんじゃないかと思ったり
    オープンソースのプロジェクトでやってくれないかな

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Stableって古いって意味だっけ? -- Debian初級

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