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2サイクルエンジンが絶滅したのはなぜ?メリット・デメリットと搭載車種

2サイクルエンジンとは?

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2サイクルエンジンとは、ピストンが1往復するだけで動力を生み出すために必要な全ての過程(1周期)をこなせるエンジンです。2ストロークエンジン、略して2ストとも呼ばれています。

2サイクルエンジンの構造はピストンの上昇運動と下降運動でその役割を分けることができます。上昇運動は排気と圧縮を、そして下降運動では燃焼と排気の役割を担っています。

2サイクルエンジンの排気と圧縮(上昇運動)

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シリンダー内部へ吸い込まれた混合気や空気とそれらを圧縮するピストンの動きによって、先の燃焼で発生した燃焼ガスはシリンダー外へ排出されます。

2サイクルエンジンの燃焼と排気(下降運動)

上昇運動によって圧縮された混合気はスパークプラグの火花をキッカケに燃焼します。燃焼によってピストンは下降を始めるという流れです。この時、燃焼ガスは排出され、先ほど紹介した上昇運動が続きます。

4サイクルエンジンとの違い

「掃気」がある

2サイクルエンジンには掃気という現象があります。クランクケースが掃気に使われるモデルを例に詳しく見てみましょう。

ピストンが上昇して容積が変化(増加)するとシリンダー内部は負圧の状態になり、吸気ポートを経て燃料(混合気)がクランクケース内部へと入ってきます(吸気)。ピストンが上昇運動を終えて下降運動を始めると、吸気ポート上にあるリードバルブが気圧の差で閉じられるので、クランクケース内部の混合気がピストンに圧縮されるのです(これを一次圧縮・予備圧縮などと呼びます)。

クランクケース内部で一次圧縮されることで混合気は押し出され、掃気ポートと呼ばれる通路を通って燃焼室へ送り込まれます。燃焼室へ混合気が送られると、それが燃焼工程で発生した燃焼ガスを排気ポートへ押し出します。

掃気と一次圧縮は、先に紹介した上昇運動と下降運動で行われる吸気・圧縮・燃焼・排気を行ううえで重要な役割を果たしているのです。

馬力・トルクに優れる

ピストンの1往復運動でエンジンの1周期を終えるのが2サイクルエンジンですから、現代に最も多く普及している4サイクルエンジンは1周期を終えるのにピストンが2往復することになります。つまり1周期を終えるのに2サイクルエンジンより倍の過程(時間)が必要ということです。

この違いは乗り心地にどのように影響するのでしょうか。2サイクルエンジンは4サイクルエンジンの半分の過程で1周期を終えるのでより高出力なエンジンとなり、馬力・トルクに優れるというのがよくある説明です。

例えばエンジン回転数が10,000rpm(1分間にエンジンが1万回転する)とすると、2サイクルエンジンでは1万回転のうち10,000回転分の燃焼が、4サイクルエンジンでは5,000回転分の燃焼が行われることになります。回転数でイメージしにくい場合は、2サイクルエンジンではピストンが動き出して往復して戻ってきたら全ての工程を終えていて、4サイクルではもう1往復必要と考えると良いでしょう。

2サイクルエンジンの自動車よりもバイクのほうが現代ではよく見かけます。実際に乗ってみるとわかりますが、エンジン回転数が上がっていく速度は早いですし、パワーの出方も強力です。ホンダが過去に販売していた2サイクルエンジンのレーサーレプリカであるNSR250に乗ってみると、パワーがありすぎてフロントタイヤが浮き上がります。

使われる部品点数が少なく、コンパクト

2サイクルエンジンにはいくつか構造的特長があります。その中でも特に知っておきたいいのが、4サイクルエンジンと比べて使われる部品点数が少ないことです。

4サイクルエンジンとは異なり、吸気バルブや排気バルブならびにそれらに使われるバルブスプリングといったパーツは使われていません。その影響もありエンジンの大きさ(物理的な意味)もコンパクトになっています。

2サイクルエンジンが搭載されていた自動車

各自動車メーカーの現行ラインナップに2サイクルエンジンが搭載されている車種はありませんが、過去にはそういったモデルも展開されていました。いくつか紹介しましょう。

鈴木自動車工業(スズキ) フロンテ・クーペ

1973年に鈴木自動車工業(当時の社名はまだスズキ株式会社ではなかった)が発売した2ドアクーペの軽自動車です。総排気量360ccの直列3気筒2サイクルエンジン(LC10W型)が搭載されていました。

この車、なんとリアエンジン・リアドライブ(RR車)というなんとも珍しい規格です。ポルシェの911と同じですね。最高出力・最大トルクは現代の軽自動車よりも低く、変速機も4速MTだったりと古さはありますが、車両重量480kgの軽量ボディで加速が気持ちよかったとか。

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ダイハツ ミゼット

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旧車の中でも実は意外と知られている車種の1つであるダイハツ ミゼット。1957年から1972年にかけて販売されていました。軽トラックは現在も販売されていますが、この頃の軽トラは三輪がほとんどで、ミゼットも然りです。

いわゆる初代ミゼットは2つのモデルに分けられてます。1つはバーハンドルのモデル(DK/DS型)、そしてもう1つが丸ハンドルのモデル(MP型)です。どちらも2ストエンジンですが、MP型では途中から新型エンジンが搭載されたことで混合燃料仕様から分離給油仕様になっています。

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2サイクルエンジンの自動車が消えた理由

過去には2サイクルエンジンの自動車が販売されていましたが、今や絶滅危惧種となりました。

2サイクルエンジンのバイクの現行ラインナップに比較的長くまで残っていましたが、一部メーカーを除きもう販売されていません。彼らが絶滅した(メーカーが生産をやめた)のには当然理由があります。

4サイクルエンジンの排気ガスと2サイクルエンジンの排気ガスを比べると、2サイクルエンジンの排気ガスには有害物質がより多く含まれています。

2サイクルエンジンの掃気の仕組み上、燃焼ガスと一緒に未燃焼ガス(混合気)が共に排出されること、そしてエンジンオイルが燃焼することがその理由です。現代に近づくにつれて環境問題というものが大きく取り上げられる様になり、同時に排ガス規制も厳しくなりました。

別の言い方をすれば、4サイクルエンジンの燃焼効率が2サイクルエンジンよりも優れている(環境に優しい)ということです。一体何がこの差を生み出しているのでしょうか。

4サイクルエンジンの燃焼が「効率的」な理由

4サイクルエンジンの1周期は吸気・圧縮・燃焼・排気で成り立ち、それぞれの行程は1ストローク分の作業で行われています。2サイクルエンジンのように未燃焼ガスが排気されることがなければ、エンジンオイルを燃焼することもありません。

パワーを最大限に生み出すという面では非効率的ですが、排気ガスは2サイクルエンジンのそれよりも比較的キレイです。

4サイクルエンジンの吸排気にはバルブやバルブスプリング、カムシャフトなど多数のパーツが必要となり、部品点数は2サイクルエンジンと比べて多くなります。部品が多く使われていれば重量も重くなりますので、2サイクルと比べると整備や取扱いで幾分か手間がかかるのも事実です。

とはいえ、4サイクルエンジンの自動車やバイクとは異なる走り・フィーリングを体験できるので、2サイクルエンジン車を一度は体感するべしです。

しかし、所有するとなると大変なこと(維持費や部品供給など)もありますから、まずは友人・知人でそういった車種を所有するオーナーたちに話を聞いてみてはいかがでしょうか。

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中華鍋振る人
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自動車とバイクに関連する記事を書いています。モータースポーツは観戦よりも参戦派。道交法や違反に関する情報を、法律に詳しくない人にもわかりやすく解説しています。
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