【バイクエンジン編】初心者ライダー必見!知っておきたいバイクの基本

いちど、バイクを運転してしまい、人生観が変わったひとも多いのでは。
そんな一人がぼくでもあります。
趣味として楽しめ、ストレスも発散しちゃえますよ。このバイク乗りも僕の中では大切なもの、人生を楽しむための土台と考えています。そのためのお役立ち情報などを僕、HIROがお届けします!
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バイクってカッコいいよね!
でも、マシンや機械には詳しくはないし、自転車と違ってメンテナンスなんかもめんどくさいしなあ。
走っている途中で分解しちゃったらやばくない⁉

はははははっ。そうですね、まずバイクに乗るのであれば、最低限知っておいたほうがいいことってもちろんありますし、それがライダーのバイクに対してのマナーだと僕は思いますよ。

そして、ちゃんと正常に走る、曲がる、止まるために最低限のチェック、メンテナンスさえすればな~んにも怖くないし素晴らしいライダー人生がそこにはあるということを知ってほしいです。

ここでは、初心者ライダーのための知っておいてほしい「バイクのこと」を中心に解説しますね。
あなたのバイクがある生活、人生の参考としていただければ嬉しいです!

バイクエンジン自体のおはなし

エ・ン・ジ・ンというと何となくは、イメージできるとは思いますが、人間に例えると「心臓」にあたるバイクのエンジンのことを、詳しく知る必要はないですが、ライダーとしてその相棒のハート♡のことは、少しは知っておくことがマナーじゃないかなあと思います。

ということで、そのエンジンのことを超カンタンに、おはなししますので、頭の片隅にでも置いておいてもらえると嬉しいです。

  • エンジンが動くしくみ
  • キャブレターとインジェクション
  • 2ストロークと4ストローク

  • 空冷エンジンと水冷エンジン

超簡潔 エンジンのしくみ

エンジンが動いてタイヤが回って走るってことはわかるんだけど、考えてみたら、どんな仕組みで動くんだろうなあ?

そうだね!じゃあ、超かんたんにエンジンのしくみを解説するね!

現在、排ガス規制で2ストロークが絶滅しているので4ストロークエンジンを搭載している現代のバイクエンジンで解説しますね。

そもその駆動軸が動いて(回って)タイヤが回って前に進むのですが、その駆動軸をうごかすものが、そう動物の心臓にあたるエンジンです。
この一連のピストンの上下運動がエネルギーとなり、自動車を動かす力となるのです。

① ピストン下降時の負圧を利用し、吸気バルブから混合気を吸う。

② クランクシャフトが回転すると、ピストンが上昇し、混合気を圧縮する。

③ 圧縮された混合気にプラグで点火、爆発によってピストンが押し下げられる。
  クランクシャフトが推進軸の回転に働きかけ、自動車を走らせる。

④ ピストンが上昇し、排気バルブから排気ガスを追い出す。

エンジン内の部品の1つ「クランクシャフト」が動くことによってさまざまな動力が発生しエンジンが動き続けつことによりバイクの推進力が発生するんだ。といことを知っておくだけでOKだよ!

キャブレターとインジェクション

キャブとか、FIとかってよく聞くけど燃料関係ってことくらいしかよくわからないんだけど、女の子のわたしでも知っておく必要ってあるのかしら?

もちろん、知っておいたほうがいいですね。だってエンジンをちゃんと動かすためのしくみだからね。
じゃあ、わかりやくす解説するね!

キャブレターとインジェクションの目的

キャブレターやインジェクションとはエンジンに接続されていてガソリンと空気を混ぜてエンジン内部に送り込む
「燃料供給装置」ので霧吹きみたいな物です。

キャブレターの仕組み

STEP1
エンジン内の負圧によりエアクリーナーから空気吸い込まれる
STEP2
空気がキャブレターの中を流れて行く。
STEP2
空気の流れによってガソリン吸い上げられる
STEP3
空気とガソリンが混ざり混合気となる。
STEP4
混合気がエンジン内部に供給される。

キャブレター単体が動力をもっているのではありません。
それは、吸い込まれる空気によって作動するのです。
キャブレターに空気が吸い込まれる仕組みは、エンジンの中でピストンが上下に動く際エンジン内が負圧(気圧が下がる)になることによります。

インジェクションの仕組み

STEP1
インジェクション自体の加圧によりエアクリーナーから空気吸い込まれる
STEP2
空気がキャブレターの中を流れて行く。
STEP2
センサーから様々な車両情報を取得しコンピューターが解析。
その時々で一番いいと思われる量の燃料を噴射する。
STEP3
空気とガソリンが混ざり混合気となる
STEP4
混合気がエンジン内部に供給される。

現在では燃費や排ガス規制の兼ね合いで新車のほとんどがインジェクション方式を採用しています。

キャブレターとインジェクションの違い

上の仕組みで説明した作業を
アナログな方法で行うのが「キャブレター」で
デジタルな方法で行うのが「インジェクション」です。

いずれも、それぞれの目的は同じですが、キャブレターは機械的に空気の流れや負圧の作用によってガソリンを吸い上げるというアナログな手法をとっているのに対し、インジェクションは各所に取り付けられたセンサーから車両の様々な情報を取得しコンピューターが解析し、その時々で一番いいと思われる量の燃料を噴射するというデジタルなシステムなのです。

【重要】バッテリーあがりでのインジェクションバイクでNG行為!

1.押しがけはしないこと!

物理的にキャブ車と違って難しいです。
3つの条件がそろって初めて可能とはなりますが止めといてください。

《3つの条件》
・燃料ポンプを動かすだけの電力は残っている。
・クラッチ繋いだ時に)クランクが規定回転数以上回る。
・ECU(電子制御するコンピューター)が安定して稼働する電力が残ってる。

それらの条件の可否が定かでない中で、また条件が仮にそろっていたとしても安定的な電力の供給がされず、電圧が不安定な状態だとショートを起こしたり、コンピューターが誤認識してしまいトラブルに繋がってしまします。

それこそもし押し掛けして脳であるECUが壊れようもんなら10万円以上の修理費用のコースです。

2.車や他のバイクからのジャンピングはしないこと!

電圧が安定しないので、ECU(電子制御するコンピューター)が壊れる原因となる。

3.バッテリーを外す際は、必ずメインヒューズを抜く!

ヒューズをつけたままだと端子の微接触時に起きるスパークでECU(電子制御するコンピューター)が壊れる原因となります!
メインヒューズの位置はモデルによって違うので事前に確認しておいてください。

4.バッテリーが上がってしまったときはどうするの?

一時的な対策としては、12Vのジャンプスターターがあると便利です。
スマホの充電にも使えるので特に長距離ツーリングの時などにはあったほうが心強いですね。

でもなるべく早く再充電か新品交換をしてください。

ただし、その場を移動するにあたっては通常、バイクの任意保険に組み込まれていロードサービスや、JAFやレッカーを呼んでください。
結果的に安くすみますので。

2ストロークと4ストローク

よく、ツーストとかフォーストとかって聞くんだけど一体全体なんのことなのかさっぱりかからないわ。会話に入りたいのでざっくりとでいいからなのことか知りたいなあ。

そうですね、ツーストはほにゃらら、それに比べてフォーストはほにゃらら….とかよく耳にしますよね。
ぜんぜん難しくないのでざっくりと、わかりやくす解説するね!

正式には、ツーストとかフォーストではなく、2ストロークエンジンと4ストロークエンジンです。

ストロークはつまり、この場合の意味は「過程」ということ。

2ストロークエンジンとは

2ストロークエンジンは、「吸気・圧縮」→「爆発・排気」をそれぞれ同時に行います。
4ストロークの半分、計2行程で1回の爆発を起こすことができるのです。

半分の行程で1回爆発できるということは、実際は単純に2倍とはいきませんが、単純計算では、同じ排気量の4ストエンジンの2倍のパワーを引き出すことが可能ということです。

確かに同じ排気量なら4ストよりパワフルです。
しかしながら、オイルを燃やしながら潤滑する構造ゆえ、未燃焼ガスが多く排気ガスに含まれる有害物質が多く2006年の自動車排出ガス規制の全面施行により生産することができなくなりました。

しかしながら、ヤマハ RZ250や、カワサキ 500SSマッハIIIをはじめ、中古車であれば今でも2ストロークエンジンのバイクに乗ることはでき、独特な走りや感覚を好んで2ストに乗り続けているライダーは沢山いるのです。

出典:Wikipedia

4ストロークエンジンとは

最初の記事の「超簡潔 エンジンのしくみ」で解説した、1.吸気、2.圧縮、3.爆発、4.排気の4工程で行われるエンジンのことです。

2006年、自動車排出ガス規制の全面施行により2ストロークエンジンが絶滅しました。
そのため、現在のバイクのほとんどが4ストロークエンジンを搭載しています。

出典:Wikipedia

2スト、4ストのメリットデとメリット

空冷エンジンと水冷エンジン

あ~、空冷とか水冷とかさっぱりわからないわ⁉
空気か水かどっちかでエンジンを冷やす仕組みなんだろうけど、その違いとか、どっちがいいのかなあ?

そうだね!字をみれば大体の違いが判ると思うけど、エンジンそのものの働きに大きくかかわるのでその辺を知っておくとバイクにたいしての思い入れも深まると思うよ。
じゃあ、わかりやくす解説するね!

エンジンは稼働すれば熱を発生し、その熱をある程度取り除かないと、俗にいうオーバーヒートを起こしてしまい動かなくなるばかりか、エンジンだけでなく様々な部品やシステムなどを壊してしまいます。
なので、エンジンを”冷やす”ということは、超大切で重要なことなのです。

その冷やし方には、基本的に二通りあり、空冷・水冷というのは、エンジンを冷やす方式のことを指しています。

名前の通り、空冷は空気でエンジンを冷やす方式、水冷は水でエンジンを冷やす方式のことですね。
それぞれ以下のようなメリット・デメリットがあります。

下の画像は、今、僕が乗っているカワサキのZ900RSの空冷エンジンです。

このマシンはZ1という1974に北米市場で販売され絶大な人気をはくしたマシンをオマージュしたレトロなイメージを持ったマシンという商品コンセプトであり、実態は水冷なのですが、空冷エンジンを彷彿させる冷却フィンに似た造形を持つシリンダーヘッドをデザインしています。

個人的には凄く気にいっています。
(あっ、関係ないですね、すみません)

バイクエンジンの形式のおはなし

エンジンと一口に言っても、性能によっていろいろなタイプがありますよ。
ライダーなら最低限知っておかなくっちゃというトコロをおさえてポイントを解説しますので、お友達との会話やショップ店員との会話に花を咲かせてください!

  • 排気量について

  • 気筒数による走行について
  • DOHC・SOHC・OHVってなに?

  • 最高出力と最大トルクについて

排気量について

ズバリ、排気量の大きさは、エンジンのサイズのことと思ってください。
シリンダー内でピストンが最も下がったときにできるシリンダーの最大容量のことを『排気量』と呼びます。

そして、そのサイズは125ccや400cc、ナナハンつまり750ccなどと呼ばれています。

排気量の計算式

シリンダーの最大容量 ✖ シリンダーの数(気筒数)

例えば、一つのシリンダーの最大容量が500ccで2気筒ならば、1000ccということになります。

二輪免許の種類について

二輪免許には7種類あります。

①50cc以下の「原付免許」
②50cc超125cc以下の「小型免許」
③125cc超400cc以下の「普通二輪免許」
④400cc超の「大型二輪免許」

⑤50cc超125cc以下の「AT限定小型免許」
⑥125cc超400cc以下の「AT限定普通二輪免許」
⑦400cc超650cc以下の「AT限定大型二輪免許」

※⑦「AT限定大型二輪免許」は運転できるバイクの総排気量は650ccまでの限定。

気筒数による走行について

上の排気量の解説で少し触れていますが、気筒数というのはシリンダーの数のことで、単気筒ならシリンダーは1個、2気筒ならシリンダーが2個あるエンジンということです。
ひとつの気筒には一つのピストンが組み込まれています。

スリンダーやピストンの数は多ければ良いというものではありません。
同じ排気量でも気筒数の違う車種も沢山あります。

つまりこの気筒数はバイクの性質、走り、フィーリングといういわゆるキャラクターを決めるのにとても重要なファクターなのです。

単気筒

気筒エンジンは、シリンダーがひとつだけの最もシンプルで単純なエンジンです。

構造自体が単純で軽量小型にできるので、ゲンチャリ(原付)からモトクロスバイクまで幅広く使われています。

単気筒エンジンのキャラクター

太い低速トルクからフラットに吹き上がり、一定の回転数を過ぎると、エンジンが回っているだけでパワーが出なく(ついてこない)なるので低回転のトルクを楽しむ走りが適しています。

つまり低回転の取り回しが良いので街中で乗るには相性の良いエンジンで、実用性の高いエンジンともいえます。

エンジン音(サウンド)は、大きな1つのピストンから発せられる野太いサウンドがドッドッドッと鼓動感がある回転です。

2気筒

シリンダーが2つあるエンジンです。
シリンダーの配列によって、並列2気筒、V型2気筒、水平対向2気筒の3種類に分けられます。

シリンダーの中のそれぞれ2つのピストンの燃焼タイミングの違いで音もフィーリングも全く違ったものになっています。

ハーレーのエンジンが、V型2気筒つまりVツインと呼ばれるのはハーレーファンであればご存じのとおりだと思います。これはその呼び名のとおりで2つのピストンがVの方向に動くからなのです。

ハーレー以外にもスティードやドラッグスターといった日本製アメリカンもこのV型ですね。

燃焼タイミングが等間隔のエンジンは軽やかに”ビィーン”という感じですが、不等間隔のエンジンは”ドドドドッ”といった身体に響く感じです。

3気筒

シリンダーが3つあるエンジンです。
この3気筒エンジンは、鼓動感のある2気筒とスムーズで高回転まで回る感じの4気筒を足して2で割ったようなエンジンといわてれます。

ですので十分な低速トルクを発生し、スムーズに高回転まで吹き上がりますが、高回転の伸びは4気筒の一歩手前で終わるような感じでバランスの良いのが3気筒エンジンの特徴です。

もう一つの特徴はエンジンの回転数によりエンジンの音色が変わっていくというのも魅力的でファンも多いです。
低回転では”ギュルギュル”、回転が上がるにつれて澄んだ甲高い”ヒューン”というサウンドを発生してくれます。

4気筒

シリンダーが4つあるエンジンです。
このエンジン音は甲高く、音を聞いただけですぐにそれが並列4気筒エンジンだと分かってしまいます。

バイクの並列4気筒エンジンを世界で初めて作ったのは、「欧州車に負けない高性能車を」と日本のホンダなのです。

なんといっても並列4気筒エンジンの特徴は、高回転高出力であることです。

低回転のトルク感は少いですが、緻密に回るエンジンはとても扱いやすく街乗りとしても使いやすいエンジンです。

とても扱いやすいので、自動車教習所の中型免許取得の時の教習バイクも並列4気筒エンジンのホンダのCB400が多いです。(僕の時もCB400でした)

また、4気筒エンジンは「並列」のほかに「V型」というのもあます。
呼び方も4気筒「並列」は「直4」で4気筒「V型」は「V4」と略して呼ばれます。

「直4」と「V4」の特徴を大雑把に言うと、直4は高回転パワー、V4は中速トルクに優れると言われ車体幅をスリムにできるというメリットがあります。

5気筒以上~

バイクではありません。
バイクではなく乗用車や船舶などバイクより大きくて重いもので用いられています。
ただし、レース用バイクにはV5やそれ以上のものが用いられているものもあります。

 

DOHC・SOHC・OHVってなに?

エンジンのヘッド部分にあるバルブの駆動方式のことです。
エンジンはバルブで吸気と排気をコントロールしていますが、そのバルブの代表的なの駆動方式は以下の3つです。

DOHC(ダブル・オーバーヘッド・カムシャフト)

吸気と排気のバルブをそれぞれ独立した専用のカムで開閉する方式。
DOHCのメリットは、それぞれ独立したカムシャフトなので細かい開閉タイミングの調整が可能なこと、
高回転化しやすいということです。

SOHC(シングル・オーバーヘッド・カムシャフト)

1本のカムシャフトで吸気・排気の両方のバルブをコントロール方式。
SOHCのメリットは、部品点数が少なくエンジンヘッドを軽量コンパクトに仕上げられるという点です。

OHV(オーバー・ヘッド・バルブ)

吸排気効率の向上と燃焼室の小型化(高圧縮化)を目的にバルブをピストンの頭上に配置してカムの代わりにプッシュロッドという棒でバルブを開閉する方式。ハーレーはこの方式です。
慣性によってロッドが追従しきれないので特にスピード、加速を求める高回転エンジンには不向きな方式です。

最高出力と最大トルクについて

トルクって何となくわかるようで、でもそのそも説明してって言われても、ちゃんと説明はできなくないですか⁉

最高出力なんて特にちゃんと説明できなくないですか⁉
馬力のこと?でも馬ではないし、馬力ってどのくらいの力のことなの….なんておもいませんか?

ここでは、ざっくりと、ああそういうことか‼とわかる程度に、ちゃんと分かりやくす解説しますね。

最高出力ってなに?

出力とは、「75kgf(キログラム重)の物を1秒で1m動かす力」=1馬力=1PS

つまり、75kgの荷物を毎秒2メートル動かせるならばそれは2馬力(2PS)で
150kgの荷物を毎秒1メートル動かせられれば、それも2馬力(2PS)になります。

僕のカワサキZ900RSは、111PSなので75Kgの荷物を毎秒111m動かすことができ
300Kgの荷物を毎秒27.75mを動かすことができるということですが、ちょっとピンとこないかもしれませんが、単純にあのデカイ馬が11頭分と考えると凄いパワーということが想像できますね。

トルクとはなに?

トルクとは、エンジンが発生する回転力のこと
分かりやすく言うと「ねじりの強さ」ですね。
(実際は、力学的に複雑なのでその程度でまずは思っていてOKです)

単位にはkgf・mとN・m(ニュートンメートル)を使用します。

1kgf・m=9.8067N・mで逆に1N・m=0.10197kgf・mということにになります。

つまり、1Nの力を中心から1m離れたところで働く力が1N・mになり、5Nの力を中心から0.2m離れたところで働く力も5×0.2=1で1N・mということになります。

出力とトルクの関係

トルク×回転数=出力という相関関係です。

ですのでこの回転数△△△のときの出力を算出する場合はトルクがわかれば算出できますが、逆にわからければ判定もできません。

ちなみに回転数の単位は、rpm(アールピーエム)で1分の間での回転数です。
※rpmとは英語の”revolutions per minute”の略

最高出力/最大トルクとは

カタログには最高出力を「□□ PS/△△△ rpm」、最大トルクを○○ N・m(□□ kgf・m)=△△△ rpmと記載されますが、これはエンジン回転数△△△rpmのときに最高出力と最大トルクを発揮するということを示しています。

《例》111ps/8500rpm 10.0kgf・m/6500rpm (カワサキZ900RSのスペック)

エンジン回転数8500rpmのときに最高出力111psとなりエンジン回転数6500rpmのときに最大トルク10.0kgfを発揮するという性能のエンジンであることを示しています。

まとめ-最高出力と最大トルク

最高出力や最大トルクはその数値が高ければ高いほど、高性能で速いバイクということに数値用上はなります。

でも、街乗りやツーリングではあまりパワーがありすぎるエンジンだと扱いづらいです。
特に女性や大型バイクですとなおさらです。

街乗りであれば低回転からでも加速しやすい高いトルク値のバイクが扱いやすいですし、逆にサーキット走行や、ワイディングを楽しみたい方は出力の高いスーパースポーツが適しています。

ただ、最近のバイクは、低中回転でもトルク値が高い出力も高いとても高性能のエンジンを搭載したバイクも出てきているので購入時は、そのスペックを良くチェックしてから、自分のライディングスタイルと照らすことも大切になりますので忘れないでくださいね。

でも、購入の時はショップの方に相談したり、聞きまくることが一番納得度が高いですよ。
でも、僕のこの記事で、ざっくりでもある程度の「知識」「用語」を知っているとより理解もできますし、納得した会話も可能になると思います。

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まとめ 自分が好きになれるエンジンをみつけよう!

バイクの心臓ともいえる【エンジン編】の解説は、いかがでしたでしょうか?

なるべく簡単に…を心掛けて説明しましたが、それでもかなりの文字数になってしまいました。
そのくらいエンジンの種類、仕組みというのは、複雑なんですよね。

バイクのエンジンの形式、種類は大きく4つの項目で分けられます。

①2ストと4スト
②気筒数
③バルブの駆動方式
④冷却方式

で特に、2ストロークか4ストロークかということと気筒数による変化の違いが大きいです。

それぞれに良さがあり、どれが良いとは一概にいえません。
一般的にはデメリットでもある人にとっては、そこが魅力的でたまらない要素であることも、嗜好性の高いバイクにはよくあることです。

鼓動感、加速、トルク感、エンジンの形、サウンド、部品同士の擦れる音などなど…..。
他人ではなく自分自身にとっての、お気に入りのエンジンを見つけることは、人生を豊かに楽しくしてくれるバイクライフのための最初の楽しみだといえるでしょう。

バイクエンジンには、それぞれの形式の組み合わせなどによって本当に種類が沢山あって、それぞれの特徴を知っておくことは、バイク選びだけでなく安全に走行するために必要なことなのです。

なにより、自分の大切な相棒の基本的なことを知っておくということは、人間同士のつきあいと同じで、大事な愛車に安全かつ長く乗り続けられるためには必要であり、相棒に対してのマナーだと思います。

自分が好きなこと、興味があることを通して、「気分や気持がちいい」「幸せだ」「スゴイ、感動~」「おお、ビックリ」「あっ、そうなんだ~」などと思うことが、ココロにとっての栄養じゃないかなあと僕は思います。

栄養をあたえれば、大きく、強く、たくましくなりココロの健康につながるのだと信じています。
あなたにもできるだけ、栄養をココロに与えらる工夫と行動をしてみてほしいです。

心身ともに健康になるために。

最後までお読みいただき、ありがとうございました!