バイクのエンジンの仕組みと構造は?特徴やメリット・デメリットなど解説

バイクには様々なタイプのエンジンがあります。単気筒から4気筒、キャブレターとフューエルインジェクションにバルブ数の違いなど、エンジンの仕組み、構造の違いを上げてみると沢山あります。それらの特徴やメリット、デメリットはどんなものなのでしょうか。ということで、バイクのエンジンの仕組みや構造がどうなっているのかや、それぞれの持つメリット、デメリットなどについてまとめてみました。

バイクのエンジンの仕組みと構造は?特徴やメリット・デメリットなど解説

目次

  1. バイクのエンジンの仕組みとは?構造の特徴やメリットを解説!
  2. バイクの気筒とccから!そもそも~ccとかってどういう意味?
  3. バイクのキャブレターとインジェクションって何?ガソリン噴射の仕組み解説
  4. エンジンのかけ方も違う?キックとセルフスターター
  5. バイクのエンジンの「空冷」と「水冷」の違いとは
  6. バイクのスペックを決める?エンジンの気筒数について
  7. 理論的な構造が違うバイクのエンジン「2ストローク」と「6気筒」
  8. バイクを操作するうえで必須のギアチェンジ
  9. もしバイクのエンジンがかからなくなってしまったら
  10. まとめ:バイクのエンジンにはたくさんの種類や仕組みがあった!

バイクのエンジンの仕組みとは?構造の特徴やメリットを解説!

趣味として親しまれているバイク、皆さんはどんな種類のバイクをご存じでしょうか。天候や季節に左右されることがあるため決して快適な環境で乗り続けられるというわけではありませんが、それでもバイクにまたがり風邪を切って走っていくのは非常に気分が良いものでしょう。

そんなバイクには、エンジンの仕組みや構造が様々なものに分かれています。バイクには決して一種類だけのエンジンが普及しているというわけではなく、いろんな種類のエンジンが用途に合ったコンセプトのバイクに備わっているのです。

それでは、バイクのエンジンの仕組みはどんな感じになっているのでしょうか。また、エンジンの構造や種類などは沢山ありますがそれらにどんな特徴やメリット、デメリットがあるのでしょうか。ということで、バイクのエンジンの仕組み、構造の特徴やそれぞれのメリットとデメリットなどについてご紹介します。

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バイクの気筒とccから!そもそも~ccとかってどういう意味?

それでは早速、バイクのエンジンの仕組みについてご紹介していきましょう。バイクには取得している免許に応じて乗ることができる排気量が異なっており、第一種原付免許なら50cc以下、第二種原付免許は125㏄、普通自動二輪免許は400㏄以下で、大型二輪は制限はありません。

では、この「㏄」とは一体どういう意味なんでしょうか。㏄というのは、そのバイクの排出する排気量がどれくらいなのかということを意味しています。つまり、持っている免許によってどれくらいの排気量まで乗ることができるかが分かれているのです。

そして、バイクのエンジンには注射器の指で押すピストンと、外側の筒であるシリンダーとが一緒になったものがあります。シリンダーのなかにピストンが入っており、ガソリンと空気がその空間の中に入ってピストンが上下、そこに点火させ爆発させることによって原動力とを生み出し、混ざったものを排気するという仕組みでバイクは動いています。

そして、シリンダーの中のピストンが一番下に下がった状態の時にできる容量がそのバイクの排気量となり、250㏄や400㏄のように数字になるわけです。

バイクのキャブレターとインジェクションって何?ガソリン噴射の仕組み解説

バイクのシリンダーの中では取り込んだ空気とガソリンとを混ぜ合わせてピストンで圧縮し、そこに火花を付けて点火させることで爆発力を生み出しバイクを動かしているとご紹介しました。その中でも空気とガソリンを混ぜ合わせる過程が違っているバイクがあるのも大きな特徴です。

バイクの燃料噴射方式、つまりガソリンと空気を混ぜ合わせるやり方には「FI(フューエルインジェクション)」と「キャブレター」という2つの種類があります。このインジェクションのタイプでは、電子制御でガソリンの噴射をしており状況に合わせて最も効率的なガソリンと空気の混合量を調節しています。

インジェクションのバイクの場合、イグニッションキーをオンにすると「ウイーン」という音がバイクからします。インジェクションのバイクはご紹介しました通り電子制御のため、細かな制御をセルフで行う必要が無く何も気にする必要が無いのが大きなメリットとなります。ただし、もし故障してしまうと大掛かりな修理になるため、費用が高くなってしまうというデメリットもあります。

これに対してキャブレターとというタイプは、とても原始的な特徴を持つエンジンの構造です。キャブレターが作られた昔と比べても現代のものは多少の違いはあれどほとんど構造が変わっていないというのが特徴です。キャブレターの場合は、インジェクションのように燃料噴射が電子制御ではありません。

キャブレターのバイクの場合はチョークやフューエルコックといった装置が付いており、冬はエンジンをかけようとしても付きにくいですが、チョークを使うことでエンジンを暖めるようになっていたり、フューエルコックによってガソリンを吸い込む高さを変えられるようになっているのです。

こちらの場合は、冬場にチョークを使わなければエンジンもかからなかったり、いちいちフューエルコックを変えなければいけなかったりと面倒なことは多いですが、もし不調になってしまったときには電子制御ではないので複雑でないため、自分で直してしまったりできるのはメリットといえるでしょう。

エンジンのかけ方も違う?キックとセルフスターター

バイクでも自動車でも乗って走らせるためには当然のことながらエンジンを始動させてあげる必要があります。車の場合はキーをひねればかかりますが、バイクの場合は2つのやり方があって、キックスタートとセルフスタートの2種類があります。

まずキックスタートの場合は、自分の足でキックペダルを蹴ってエンジンを始動させる方式です。やり方は、キックペダルを何度か踏むとペダルが段々重くなっていきます。これをしておくとエンジンをかけるのがやりやすくなります。何度か蹴ってこれ以上重くならないとなったら、キックペダルを軽く踏みます。

そしてキックペダルを完全に上まで戻した後、もう一度キックペダルを下まで踏み降ろしてエンジンを始動させます。これが基本的なキックスターターを使ったエンジンの掛け方です。

次にセルフスタートでのエンジンのかけ方は非常に簡単で、バイクにカギを挿しイグニッションをオンにしたら、右手側にあるセルフスタータースイッチを押します。このスイッチを押すとバッテリーの電気でもってエンジンが始動すので、それだけで完了するのです。

バイクのエンジンの「空冷」と「水冷」の違いとは

バイクはエンジンのシリンダーの中でガソリンと空気を混ぜて爆発させたり、そのあとにその空気を排出させたりするため高い熱を持ってしまいます。そのままではエンジンがオーバーヒートしバイクが動かなくなってしまうので、エンジンを冷やす必要があるのです。そのエンジンを冷やす方式が「空冷」と「水冷」です。

「空冷」のバイクでは名前にある通り空気でエンジンを冷やしています。バイクで走っている間はエンジンにも走行風が当たりますので、それを「フィン」という放熱板に当ててエンジンの熱を逃がしているのです。空冷エンジンのバイクは空気を当てさえできればよいので、開発コストが抑えられ見た目もシンプルでキレイなのが特徴です。

反面バイクのエンジンを空気で冷やすのには限界がありますので、空冷エンジンののバイクはたとえ排気量が大きい大型二輪であっても、水冷エンジンのバイクほどパワーはないのです。そして空冷に対して水冷のバイクでは、これも名前の通り水でエンジンを冷やす構造となっています。

水冷のバイクには、エンジンのピストンの外側に冷却水が循環するようになっており、その循環する水によって温度を下げています。これによって水冷バイクは空冷のバイクよりも高いパワーを発揮することができますが、その分開発コストは空冷より張ります。ちなみにその冷却水の温度がメーターに表示されるバイクも少なからずあります。

バイクのスペックを決める?エンジンの気筒数について

バイクのエンジンの冷却の仕組みや燃料噴射方式などについてご紹介しました。もしかしたら初心者の方などはもう頭がいっぱいになっているかもしれませんが、実際にバイクに乗って走るうえではご紹介してきたことは、そこまで気になるようなことではないでしょう。おそらく重要になるのは次にご紹介する、エンジンの気筒数についてです。

バイクのエンジンの構造を見た目の面でも大きく分けているのが、バイクのエンジンの気筒数がいくつあるかです。気筒数にはたくさんの種類があり、それぞれで乗ってみた時のエンジンフィーリングも全く違ったものになっています。まず最初にご紹介するのは「単気筒」のバイクです。

最もシンプルなエンジン「単気筒」

「シングル」ともいわれる単気筒のエンジンは、シリンダーが1つに排気の通り道であるエキゾーストパイプも1本というバイクのエンジンの中で最もシンプルでプリミティブなタイプとなっています。エンジン音が「ドドドド」とか「ドッドッドッドッド」という風になります。

非常に単純な構造ですのでバイクの車体自体も軽量になりますし、エンジンは高回転までは回りにくいですが低回転域で力を発揮してくれます。スピードが凄く出るというようなことは無いですが逆にそんな危険な運転にはなりえませんし、しかも単純なエンジンの構造故にとても燃費がいいというのもメリットになります。代表的な単気筒エンジンのバイクはヤマハの「SR400」やホンダの「CBR250R」などです。

並列2気筒と水平対向2気筒エンジン

次のエンジンは、並列2気筒エンジンというタイプです。パラツインとも呼ばれ、こちらはシングルのエンジンでは1つだったシリンダーとピストンが2つになっており、かつそれが並列、つまり横に並んでいます。並列2気筒では180度クランクと言って、1つのピストンが一番上にあるときもう1つのピストンは一番下、つまり180度逆の場所に位置するのが一般的な構造です。

180度クランクの並列2気筒エンジンを備えたバイクは、低速でも高速でも楽しく乗ることができるのが特徴です。カワサキのニンジャ250、ヤマハのYZF-R25やMT-25、ホンダのCBR250RRにスズキのGSX250Rなど幅広いバイクに採用されており、またヤマハのMT-07のように排気量が700㏄の大型バイクにも使われています。

もう1つの2気筒エンジンである水平対向2気筒というのは、ピストンが向かい合ってかつ通常のパラツインエンジンと同じように180度クランクになっているエンジンです。メリットは振動が非常に少ないためにストレスにならないことやエンジンがそこまで高くないため、バイクが安定した乗り心地になるなどがあります。バイクはBMWのRT100などに採用されています。

今では貴重なバイクのエンジン?並列3気筒

続いては並列3気筒というエンジンのタイプです。昔から使用されておりイギリスのトライアンフというバイクメーカーはこの3気筒のエンジンを搭載したミドルクラスのバイクを多く製造していますが、国内のバイクメーカーでは現在はあまり見ないようになりました。

3気筒エンジンはシリンダーとピストンが3つ、エキゾーストパイプも3本あり、かつパラツインのようにそれら3つが横並びになっていますヤマハの大型二輪であるMT-09やMT-09tracerに使われており、他にない特徴的なエンジンフィーリングが持ち味です。

中型から大型バイクまで採用される並列4気筒

並列4気筒エンジンは、文字通り気筒数が4つのエンジンです。左右でバランスがとりやすく、しかも今までご紹介してきた中でもっとも気筒数が多いためパワーも十分にありますのでいろんな車種に使用されています。またパワーがありながらも振動が少ないのも良い特徴です。

ホンダのホーネット250などの一昔前の中型のバイクにも採用されていた4気筒バイクですが、気筒が多い分部品点数も多くなりコストがかかりますし、エンジン自体の大きさも大きくなってしまうので現在はホンダのCBR600RRやスズキのGSX-R600などもっぱら大型バイクにのみ使用されています。

通常の並列4気筒は180度クランクですが、ヤマハではクランクの角度を90度ずつにしているため真横から見れば「+」の形に見える「クロスプレーンエンジン」というエンジンが使用されているYZF-R1やMT-10などのバイクもあり、R1は最高峰のレースであるMotoGPに出場しているスーパーバイクです。

ドコドコ感が堪らないV型2気筒エンジン

V型2気筒エンジンというのは、並列2気筒エンジンと同じようにシリンダーが2つありますが、シリンダーの形が横から見ると「V」の形をしているのが特徴的なバイクのエンジンになります。それぞれからエキゾーストパイプが1本ずつ伸びており、エンジンフィーリングは「ドルルルン」といった音になります。

Vツインエンジンとも呼ばれ、メリットとしては2気筒のため燃費が良いこと、そして何よりV型のエンジンならではの鼓動が楽しめることなどがあります。更にヤマハのドラッグスター250のような250㏄の小型のバイクから、同じくヤマハのXU1900のように1000㏄を超え2000㏄に届こうかというような大型のバイクにも採用されています。

そして、バイクといえば誰しも思い浮かぶであろうハーレーダビットソンのバイクも、ほとんどがこのVツインエンジンを使用しています。たいていがハーレーのようなアメリカンタイプのバイクですが、ホンダのVTR250やスズキSV650、海外ではドゥカティのパニガーレなどのようにスポーツタイプのバイクにも使われています。

Vツイン×2のV型4気筒エンジン

そんなV型2気筒エンジンを2つ組み合わせたのがV型4気筒エンジンです。低回転でも高回転でも伸びやかなパワーを発揮してくれ、かつ振動も少ないためにストレスになるようなこともないといった特徴があります。ホンダは世界で初めてこのV型4気筒エンジンをRVF750Rというバイクに搭載しました。

Vフォーエンジンとも呼ばれるこのエンジンはそれ自体が大柄ですので、搭載したバイクも必然的に大きくなります。加えてVツインエンジンが2つあるのでその分重さも増し、更に部品点数も増えるため高価になるデメリットはあります。生産が終了したヤマハのVmaxなどのバイクがこのエンジンを搭載しています。

理論的な構造が違うバイクのエンジン「2ストローク」と「6気筒」

ここまでは現行のバイクでもよく使用されているエンジンをご紹介しました。なかなかバリエーションが豊富ですが、これら以外にもバイクのエンジンの種類があります。それが「2ストロークエンジン」と「水平対向6気筒エンジン」です。

今のバイクのエンジンの主流が4ストロークであるのに対して、2ストロークエンジンは、エンジンの仕組み自体が違っています。4ストロークエンジンはエンジンが1回転するのが4つの工程で終わるのに対し、2ストロークは2つの工程で済むのです。

このため仕事効率が良く、かつ小型で高出力のエンジンとなります。しかしいいことづくめのエンジンというわけではなく、2ストロークエンジンは排気ガスが濃くなり煙が出てしまうため環境に悪いこと、燃費が悪いなどといったデメリットがあるため、淘汰されつつあるエンジンです。ただ好きな方は非常に好ましいエンジンなのだとか。

そして水平対向6気筒エンジンは、ご紹介した水平対向2気筒エンジンが単純に3つ分あるエンジンです。4気筒のエンジンよりも更に振動が少なく、重心も低くなって非常にパワーのあるエンジンです。ホンダのゴールドウイングなどが搭載していますが、車のエンジンと同じようなものなのでとても大柄になります。

バイクを操作するうえで必須のギアチェンジ

バイクのエンジンの仕組みや構造、どんな種類のものがあるかやそれぞれのメリット、デメリットについてご紹介してきました。ここからは、今までご紹介してきたエンジンに直接関係しているわけではありませんが、乗るうえでは必ず理解が必要なギアのことについてご紹介していきましょう。

50㏄や125㏄の原付と呼ばれるものの中でも、皆さんが原付と聞いてすぐに思い浮かぶものはスクーターと呼ばれる種類です。それらはエンジンをかけてアクセルを回せばあとは何もしなくても走っていってくれますが、バイクはすべてそうというわけではありません。

中型バイクや大型バイクにはその全てにギアが付いており、それを手動でチェンジしなければならないものがほとんどです。50㏄でもカブなどのバイクにはギアチェンジが必要ですし、逆に250㏄のマジェスティやスカイウェイブといったいわゆるビッグスクーターにはギアチェンジは必要ありません。

ギアをチェンジするのは、バイクのスピードに合わせて最適なスタイルで走るためです。教習所でもマニュアルの車では習うでしょうが、ギアには1速から5速、もしくは6速までとニュートラルがあり、ギア数が少ないほどパワーがありますが速度は出にくく、逆に多いほどパワーこそ小さめですが速度は出ます。

そのためスピードを上げていくにつれてギアも上げていかなければいけないということです。そんなギアチェンジをするために、バイクにはクラッチが付いています。これを左手で握り、左足のシフトペダルを上げ下げすれば1速から6速まで上げたり、ニュートラルに入れられます。そしてギアを上げ終わったらクラッチを離し、アクセルを開けていきます。

ちなみにギアチェンジにも2通りあって、リターン式とロータリー式というものがあります。リターン式は下から1速、ニュートラル、2,3,4速と続きつま先で上げ下げすることでギアチェンジできます。ロータリー式とはギアを上げるのはリターン式と同じですが、下げるときにはかかとで下げる方式になっています。現在の主流はリターン式です。

もしバイクのエンジンがかからなくなってしまったら

日ごろバイクに乗っていると、時たまキックスタートでもセルフスターターを押してもエンジンがかからなくなってしまうこともあります。原因はいろいろと考えられますので、1つ1つ見ていきましょう。最初に見るのは、キルスイッチがオンになっていないかです。

バイクの右手側にある赤いキルスイッチは、緊急時などにバイクのエンジンを強制的に切るためのスイッチです。これが何かのはずみでオンになってしまっていると、いくらエンジンをかけようとしてもかかることはないので最初に確認しておきましょう。

次にギアが一速で、サイドスタンドが出ていないかどうかです。サイドスタンドが出たままでギアが一速に入っていると、サイドスタンドスイッチと言ってそのまま発進したらサイドスタンドが引っかかったりして危険なためエンジンがかからないようになっています。サイドスタンドを戻して、ギアをニュートラルに入れましょう。

更にセルフスターターの場合、セルスイッチの接触不良も考えられます。錆びてしまったなどで電気が伝わらずエンジンがかからない状態ですので、スイッチボックスを開けて錆びている部分を復活剤などをスプレーして磨けば復活してくれます。プラスドライバーだけでできるので確認してみましょう。

バッテリー上りという原因もあります。電気系統が原因の場合最も多いのがバッテリー上りで、キーをオンにしてもヘッドライトが付かなかったりセルボタンを押すと「ジジジ…」と鳴る場合はバッテリー上りが原因と考えられます。バッテリー充電器やジャンプスターターがあれば試してみましょう。

まとめ:バイクのエンジンにはたくさんの種類や仕組みがあった!

バイクのエンジンの仕組みや構造、それぞれの種類の特徴やメリットとデメリットなどについてご紹介しました。バイクには様々な形式のエンジンの機構があり違った特徴を持っていて、それらが組み合わさることによってバイクはできています。精密機械の塊なので深く考えると難しいのですが、そこまで考えなくともバイクには問題なく乗れます。

バイクを選ぶ中でも重要なのはスタイルであったりエンジンフィーリングだったりします。エンジンの仕組みや構造はそれらに大きく影響していますので、もしバイクに乗りたいと思われているのなら先に知っておいて損はないでしょう。

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