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空冷エンジン(くうれいエンジン)とは、内燃機関が生じた熱を、直接外からの空気(外気)を利用して排熱し冷却するエンジン。

◆ 概要

空冷エンジンの特徴として、水冷エンジンに比べ構造が簡単でコストが安いため、二輪車には昔から多く普及している。その反面、空冷式はエンジン表面を流れる空気が冷却の要になるため、風を受けていない(長時間のアイドリング等)状態が続くと、熱ダレやオーバーヒートの可能性がある。エンジンオイルも重要な冷却要素となり、両者の冷却バランスを図ることで、初めて安定した性能のエンジンとなる。

自動車用では冷間時と温間時、軽負荷時と高負荷時などの運転状況の変化に対して、全域での燃焼(温度)管理が難しく、排ガス規制への対応が非常に難しい。さらに、温度変化の幅の大きさは、シリンダー、ピストン間の、熱膨張によるクリアランスや真円度の変化にまで及ぶため、それなりの設計と対策が必要となり、高性能化には多くのコストがかかる。

燃料の持つエネルギーをヒーターなどで有効利用出来ないため、その分は損失となる。

空冷エンジンは走行風を受ける面積を増やすためにシリンダー及びシリンダーヘッドに蛇腹状の冷却フィンが付いている。そのため、体積と表面積のバランスから大排気量では、冷却ファンを含めたスペース面で空冷エンジンは不利で、小型エンジンの方が適している。

その結果、空冷エンジンは比較的小排気量の汎用エンジンや二輪車で一般的であり、自動車用では一時は隆盛を誇ったものの、時代の流れに対応できず、マイクロカー以外では姿を消した。

◇ 自動車

水冷同様、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンとがある。

空冷ディーゼルエンジンは戦車やピンツガウアーなど、軍用車両とその民生用などの一部に限られるが、ガソリンエンジンは、第二次世界大戦後ブームとなったことで、多くの例がある。

米国では、1902年創業のフランクリン社が1934年まで空冷エンジン自動車を生産した。創業者はダイキャストという言葉を作り、それ以前にはダイキャスト事業をおこなっていたハーバート・フランクリンである。不凍液の登場までは、寒冷となる地域では空冷エンジンが大きな優位性を持っており、いかなる天候時にも乗る必要があった医者に多く用いられた。1905年には直列6気筒エンジンも製作している。

欧州では、チェコのタトラの影響が大きく、その後フォルクスワーゲン・タイプ1やポルシェ356がリアエンジンで空冷エンジンを採用した。さらにフォルクスワーゲン・タイプ1の成功からフォロワーが多く現れ、一時はGMやトヨタさえもが手がけるなど、第二次世界大戦後の大衆車ではリアエンジンと空冷は流行のエンジニアリングとなった。

リアエンジン以外では、フランスのパナールやシトロエンが、戦前から得意であったFFとの組み合わせで、水平対向エンジンを前車軸後方に置いていた(フロントミッドシップ)。

各メーカーとも簡単な構造で低コストである空冷のメリットを生かすべく、駆動方式はRRかFFが一般的であり、GMも無理をしてその流行に乗ったほどであった。しかしRRの操縦安定性の問題に気付いていたトヨタは、また一方では等速ジョイントの信頼性の不安からFF化にも非常に慎重であり、初代パブリカと、その派生車であるスポーツ800、ミニエースをFRレイアウトとして発売したが、これは世界的に見ても非常に珍しい例である。

自動車における空冷エンジンの弱点は、エンジンのみで快適なヒーターを実現することが不可能なことである。排気マニホールド部にヒートエクスチェンジャーを設ける方法が一般的であったが、熱量の少なさや、油臭、さらに排気漏れによる一酸化炭素中毒の問題などがあり、後付けの燃焼式ヒーターも用意されたが、外気導入で暖かいフレッシュエアーを大量に供給できる(油臭がないほか、窓の内側も曇りづらい)水冷エンジンの温水式ヒーターに較べると、快適性では大きな隔たりがあることは間違いなく、販売上では大きなマイナスとなった。

またエンジンの温度が大きく変化するため、排気ガス規制への対応が難しい。

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