ロータリーエンジン
ロータリーエンジンの研究は原理的には古くから行われてきたが、その中で唯一実用化された所謂ヴァンケルエンジンは、1957年に西ドイツ(当時)のNSU社とWankel社が共同研究により開発に成功した。
レシプロエンジンとは基本的に大きく異なる構造を持っており、エンジン本体にピストンのような往復運動部はなく、回転運動するローターにより回転動力を得ている。またロータリーエンジンの吸気および排気のポートは、ハウジングの内側面に設けられた孔がローター自体により開閉されるため、一般的な4ストロークレシプロエンジンのような、往復動する吸排気バルブやこれを開閉するカムシャフトなどの動弁系は必要ない。
4ストロークレシプロエンジンと同様にオットーサイクルやディーゼルサイクルでの熱力学的動作が可能だが、実用化されたのはオットーサイクルのガソリン燃料火花点火機関であり、ガソリンに代えて水素燃料を使える物も試作されている。
ロータリーエンジンの出力軸回転数とは、ローターではなくエキセントリックシャフトの回転数であり、これが4ストロークレシプロエンジンのクランクシャフト回転数に相当する。ロータリーエンジンは、1ローターあたりエンジン回転1回転に1回単室容積分の空気を吸入するため、1気筒あたりエンジン2回転に1回単気筒容積分の空気を吸入する4ストロークレシプロエンジンの2倍の吸気回数を持つ(詳しくは下記「動作」を参照)。すなわち、ロータリーエンジンの実質吸気量は「単室容積xローター数x2」となる。このため、内燃機関工学分野においては2ストロークレシプロエンジン同様に、当初から現在まで一貫して換算係数2が用いられている。
日本の自動車税課税時の排気量区分では、「単室容積×ローター数×係数1.5」として換算される。これはロータリーエンジンの出力が「単室容積xローター数x1.5」程度の換算吸気量のレシプロエンジンと同等だったためである。
モータースポーツ分野においては、ロータリーエンジンデビュー期には工学的にロータリーエンジンの排気量に係数「2」を掛け、その値をレシプロエンジンの排気量区分に当てはめていた。しかし、レシプロエンジンの約2倍の空気(と燃料)を吸入しながら出力は1.5倍程度しか得られないため「燃料消費率が3割悪い」という性質を持ち、特にモータースポーツにおいては出力差だけでなく燃料タンク容量や燃料消費に伴う車重変化まで考慮するとレシプロエンジンとの平等な排気量換算は極めて困難である。そのため競技の種類(例えばスプリントレースか耐久レースか、など)によって異なる換算係数が用いられたり、またF1などのようにロータリーエンジンの使用を認めない競技もある。
マツダ コスモ(コスモスポーツ[10A](世界初の2ローターRE搭載車)、コスモAP[13B,12A]、コスモL[13B,12A]、ユーノスコスモ[13B,20B]) ファミリア(ファミリア ロータリークーペ/E・ロータリーSS/TSS・ファミリアプレスト[すべて10A]) サバンナ ([10A,12A]) RX-7シリーズ(初代サバンナRX-7[12A]・2代目サバンナRX-7[13B]・アンフィニRX-7[13B]・RX-7[13B]) RX-8 ルーチェロータリークーペ[13A] (マツダ唯一のRE搭載FF車) カペラ[12A] ルーチェ(2 - 4代目)[12A,13B] MX-30 Rotary-EV[8C] (発電用エンジン) マツダ・ロータリー・ピックアップ(英語版)(世界初のRE搭載ピックアップトラック、プロシードをベースにした対米輸出専用車) パークウェイ[13B](世界初のRE搭載バス) ロードペーサー[13B]
RE-5の開発にはスズキ本社のエンジン技師である白鷺貞夫や、東京研究所で汎用エンジンの開発を担当した中野広之らが合流して進められた。白鷺によると、スズキはRE-5の開発に社運を懸けて臨んでおり、発売後の海外市場のユーザーの反応も非常に好調であった事から、石油危機(とそれに伴うロータリーへの世論感情の悪化)さえなければ販売中止にはならなかっただろうとされている。RE-5は短命に終わったが、その技術の多くは後のスズキ大型車にも生かされた。白鷺自身もRE-5製造中止の報を受けて暫くは失意の日々を送ったが、その後もスズキのエンジン技師として1990年代まで大型自動二輪車の開発に携わり、スズキを退社後はハーレー・ダビッドソンのカスタムU型エンジン(タンデム2気筒)のビルダーとして足跡を残している。
1969年、イギリスのバーミンガム・スモール・アームズは気鋭の技術者であったデビッド・ガーサイド(英語版)を雇用し、既に市販されていたザックスの空冷汎用ロータリーエンジンをBSA・B25スターファイア(英語版)に搭載した試作車両を製作してロータリーエンジンの研究を開始した。ガーサイドは独自の強制空冷システムを開発して熱問題に対処したが、1973年にBSAは経営破綻しノートン・モーターサイクル、トライアンフと三社合併した。
1959年(昭和34年)、西ドイツ(当時)のNSU(後にアウディへ吸収合併)が、フェリクス・ヴァンケルとともにロータリーエンジンを試験開発したと発表した。日本では1965年(昭和40年)の乗用車輸入自由化に向け、通商産業省(現・経済産業省)主導による自動車業界再編が噂されており、後発メーカーである東洋工業(現・マツダ)はその波に飲み込まれる形で吸収合併の危機が迫っていた。「技術は永遠に革新である」をモットーとする当時の松田恒次社長は事態の打開を目指し、1960年(昭和35年)にNSUと技術提携の仮調印を行った。契約に際してNSUから提示された条件は以下のようなものであった。
10年で契約金は2億8,000万円(当時の従業員8,000人分の給与に相当)
東洋工業が取得した特許は無条件でNSUに提供
ロータリーエンジン搭載車販売については、1台ごとにNSUへのロイヤリティが発生
以上のようにあまりにも一方的な内容であった。また、NSUから送られてきた試作エンジンは、数々の問題が残されていた。アイドリング時の激しい振動(電気あんま)、エンジンオイルの過大な消費、それによるおびただしい白煙(カチカチ山)、さらにチャターマークの発生(ローターハウジング内壁に波状磨耗が起こる致命的なトラブル)によって40時間程でエンジンが停止。ロータリーエンジンは試験開発には成功したものの、とても実用化できるレベルのものではなかった。
↑ ローター - Weblio/三栄書房・大車林(更新日不明)2018年10月26日閲覧
↑ エキセントリックシャフト - Weblio/三栄書房・大車林(更新日不明)2018年10月26日閲覧
↑ 例えばマツダ13B型エンジンの単室容積xローター数は654 ccx2=1,308 ccであり、実質吸気量でいえばその2倍の2,616 cc相当となるが、税制区分上は1.5倍の1,962 ccと換算されて、同エンジン搭載車は排気量1.5リットル以上2.0リットル未満の車として課税される。なお、換算式内の「1.5」を俗に「ロータリー係数」と言うが、正式名称ではない。
↑ 毎年のように見直されたが、その都度ロータリーとレシプロの優劣関係が変動した
↑ 後にマツダの第6代社長を務める。
↑ 出典書籍内では2008年時点の公道走行車両用水素エンジン同士での比較がされている。マツダ・13Bロータリー(2ローター1,308 cc)109 PS/14.3 kgmに対し、BMW・レシプロ(V型12気筒5,972 cc)260 PS/39.8 kgm。排気量比で約1:4.6、出力比で約1:2.4である。