内燃機関の死亡記事

2021年5月7日午前1時

熱烈なカーマニアにICEへの別れを告げてもらいました。懐かしい別れですが、そろそろ終わりにしましょう。

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ル・マンでポルシェ962の水平対向6気筒エンジンが奏でる、一見ゆったりとした低音、森の中を駆け抜けるアウディ・クワトロのターボチャージャー付き直列5気筒エンジンのさえずりとチャタリング、そしてシルバーストーンでフェラーリ412 T2のV12エンジンが17,000rpmで響く高音。化石燃料愛好家が内燃機関（ICE）を愛する3つの理由と、過去130年の開発過程で生み出された様々なシリンダー配置について考察します。ICEが電気モーターに取って代わられるにつれ、この時代は突然の終焉を迎えるかもしれません。

約136年前、ドイツ人エンジニアのカール・ベンツは、内燃機関を搭載した世界初の自動車を製作しました。「ベンツ特許自動車」と呼ばれたこの自動車は、実際には三輪バイク（トライク）で、0.74bhpの単気筒4ストロークエンジンを搭載していました。今日では、ブガッティ・シロンという、完全に認証された公道仕様の車が販売されています。16気筒クアッドターボエンジンは1,480bhpを発生し、これは199,900%ものパワーアップです。

過去50年間のコンピュータプロセッサの進歩はおそらくもっと目覚ましいものですが、これは往復運動する部品を持つ機械装置、つまりクランクに接続されたシリンダー内のピストンが、各ストロークの上下で停止する構造についての話です。4ストロークエンジンは、ピストンの4ストロークごとに1回のパワーストロークがあることからこのように呼ばれています。最初の下降ストロークで、ピストンは空気と燃料を吸い込み、上昇ストロークで圧縮します。すると火花が点火し、混合気が燃焼して膨張し、ピストンを押し下げます。そして最後の上昇ストロークで、燃焼したガスが押し出されます。吸い込む。絞る。バン！吹く。

ベンツの車のエンジンは200rpm（毎分回転数）で回転していました。これはおよそ1.5秒ごとに1回のパワーストロークに相当します。「吸う、絞る、バン、吹く」、まさに発音できる最速です。ところで、17,000rpmでは、フェラーリ412 T2のV12エンジンの各ピストンは、1秒間に140回以上「吸う、絞る、バン、吹く」という動作をしています。

なぜ4ストロークエンジンは初期の進化競争に勝利したのでしょうか？同時期に発明された圧縮着火式（ディーゼル）エンジンや2ストロークエンジンと比べて、4ストロークエンジンはより静かで信頼性が高く、比較的効率が良かったからです。ヘンリー・フォードの支援も大きな要因の一つだったことは間違いありません。彼は初期の自動車やモデルTに4ストロークエンジンを採用しました。

モデルTの生産が始まった1908年当時、世界にはわずか20万台程度しか存在しなかったと推定されています。1927年に最後のモデルTがラインオフした時点で、フォードは1500万台のモデルTを生産していました。モデルTはアメリカの自動車化と移動の促進に貢献し、何百万人もの中間所得層の人々の生活、将来の見通し、そして夢を変えました。

慈善心に富んだフォードは、売上高の急上昇による利益に満足せず、従業員の賃金を倍増させました。一方、規模の経済と生産技術の改良により、モデルTの価格は850ドルから260ドルまで徐々に下落しました。この車は、その後も人気が衰えることはありませんでした。

内燃機関を可能にした液体燃料の高いエネルギー密度も、初期の開発を阻む要因となった。当初はあらゆる揮発性油誘導体が使用されており、初期のモデルTは麻油で動作するように指定されていた。また、1920年代初頭まではオクタン価が低く、出力が制限されていた。

第一次世界大戦の勃発により、燃焼プロセスはより厳しく精査されるようになりました。多くの実験を経て、アメリカの化学者トーマス・ミジリー・ジュニアは、四エチル鉛（TEL）と呼ばれるガソリン添加剤を発見しました。この添加剤は圧縮比を大幅に高め、ひいては出力を向上させました。当時、健康への懸念が高まり、TEL工場の労働者が病気で亡くなり、ミジリー自身も病気にかかりました。しかし、TELが禁止されるようになったのは1970年代半ばになってからでした。ミジリーは後に冷媒であるフロンを発明しました。

国民の動員に熱心な他の国々は、それぞれ手頃な価格の自動車を開発しました。フランスでは、シトロエンが1930年代に農民を念頭に2CVの開発を開始しました。そのため、簡素なハンモックシートと最小限の機能ながら、長い脚のサスペンションが採用され、耕したばかりの畑で卵の入った籠を破損することなく運ぶことができました。第二次世界大戦の勃発により、生産開始は1948年まで延期されました。ドイツでは、フォルクスワーゲン（文字通り「国民車」）が独自の量産車であるビートルを開発していました。

他のメーカーがスケール感を追求した一方で、最初のスーパーカーを生み出したのは、芸術性、表現力、そして情熱に溢れたイタリア人でした。エンツォ・フェラーリは、最初からV12エンジンを搭載した美しい車を生み出しました。しかし、そのライバルである新興メーカー、ランボルギーニは、自社製のV12エンジンを90度回転させてミッドシップのミウラのシート後方に搭載し、真のスーパーカーを初めて世に送り出しました。

しかし、アメリカほど車に深く関わっている国は他にありません。人口増加は車と共に進み、車は日常生活に欠かせないものとなり、郊外生活や通勤、郊外のショッピングモール、ファストフードチェーン、ドライブインシアター、ロードトリップなどを促進しました。

アメリカ車は環境に適応するように進化し、大きく、快適で、楽々と走り、コーナーリングもそれほど苦にしませんでした。燃費も悪かったですが、ガソリンは安価でした。アメリカは世界最大の産油国でしたが、1960年代後半には需要が生産量を上回り、アラブ諸国からの輸入を始めました。

アメリカの内燃機関（ICE）依存の影響は、ロサンゼルスなどの都市でスモッグが発生し始めた時に顕著になりました。その結果、大気浄化法などの法律が制定され、一酸化炭素、未燃焼炭化水素、窒素酸化物を有害性の低い物質に変換する触媒コンバーターの装着が義務付けられました。触媒コンバーターはアメリカ車の出力を大幅に低下させ、燃費向上を促しました。

モータースポーツも環境問題の影響を免れることはできませんでした。スポーツカーのCanAm（カナダ・アメリカ・シリーズ）では、サーキットレース史上最大級のエンジンがいくつか登場しました。ポルシェの圧倒的な強さを誇った917/30のターボチャージャー付き水平対向12気筒エンジンは、1,500馬力と評されました。しかし、1974年から75年にかけて石油危機の影響で数年間生産が中断され、その後、これほどのパワーを発揮することはありませんでした。現在、これほどのパワーを持つロードカーが購入できるというのは、驚くべきことです。

カンナム・ポルシェよりもさらに驚くべきは、BMWがF1初のターボチャージャー搭載時代に開発したエンジンだろう。1960年代の市販車から1,500ccのシリンダーブロックを流用し、シングルターボチャージャーで予選仕様（ただし、エンジンが爆発しない限り）で最大1,400馬力を発揮した。ターボラグ（スロットルを踏んでからエンジンが反応するまでの遅延）が顕著だったが、ネルソン・ピケは1983年にこのエンジンでワールドチャンピオンを獲得した。

しかし、究極の内燃機関を体験するには、ドラッグストリップに行き、トップフューエル・ドラッグスターを目にする必要があります。静止状態から1秒未満で時速100マイルまで加速する様子は、目が信じられないほどです。しかしそれ以上に、その感覚は信じられないほどです。1万馬力のエンジンをフルスロットルで操るそのエネルギーは、音と衝撃波を体中に響かせます。このモンスター級の8リッターV8スーパーチャージャーエンジンは、バーンアウトからブレーキシュート展開まで、1回の走行で約65リットルのニトロメタンとメタノールを消費します。これは大型セダンの満タン燃料に匹敵します。

様々な点で、ロードカーのエンジンはこれまで以上に素晴らしいものになっています。かつてないほど洗練され、効率性、洗練度、そしてパワーが向上しています。小型ガソリンエンジンと一部の高性能エンジンを除き、現在はすべてターボチャージャー付きです。これは効率性の向上とCO2排出量の削減に役立っており、運転しやすさ、レスポンス、そして安定した出力特性を実現しています。内燃機関（ICE）は間違いなく最高の状態で市場に出ています。

皮肉なことに、内燃機関（ICE）は馬と同じ道を辿るかもしれない。もはや日常的な交通手段ではなく、特別なイベントで披露され、レースに出場する富裕層の玩具となるのだ。ほんの数十年後には、子供たちはICEを見て、オイルや燃料の匂いに驚き、オープンパイプのV12エンジンが始動する音に飛び上がるだろう。

そして、2020年当時、英国と米国では運輸部門が他のどのセクターよりも多くの温室効果ガスを排出し、世界のCO2排出量の4分の1を占めていたことを改めて認識してもらうつもりです。さらに、その排出量の4分の3近くが内燃機関（ICE）の道路車両（乗用車、トラック、バス、バイク）によるものでした。ありがたいことに状況は変わりました。それでもなお、ICEの技術的努力、そしてそれがもたらした自由と機会に驚嘆せずにはいられません。

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