ロータリーエンジン（）とは、一般的なレシプロエンジンのような往復動機構による容積変化ではなく、回転動機構による容積変化を利用し、熱エネルギーをそのまま回転動力として出力する原動機である。ドイツの技術者フェリクス・ヴァンケルの発明による、三角形の回転子（ローター）を用いるオットーサイクルエンジンが実用化されている。ヴァンケル型ロータリーエンジンとレシプロエンジンとでは構造は大きく異なるが、熱機関としては同等に機能する。本項ではこのヴァンケルエンジン（）について述べる。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いわゆるヴァンケルエンジンは、1957年に西ドイツのNSU社とWankel社との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、エンジン本体に往復運動部はなく、回転運動のみで動作している。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性能基準となる「エンジン回転数」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ローター当たり、エンジン1回転に1回単室容積分の空気を吸入するため、1気筒当たり、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」を参照のこと）。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。ロータリーエンジンデビュー期のモータースポーツにおいては、この考え方により排気量区分が換算されていた。しかし実際問題としてロータリーエンジンの出力は「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でしか無いため、日本においては自動車税課税時の排気量区分は「単室容積×ローター数×1.5」として換算される。レシプロエンジンの2倍の空気（と燃料）を吸入しながら出力は1.5倍しか得られないため「燃料消費率が3割悪い」という素性を持ち、特にモータースポーツ分野においては燃料タンクサイズ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不可能である。そのため競技の性格（スプリントか耐久か）によって異なる換算係数が用いられたり、またF1などのように使用を認めない競技がある。ロータリーエンジンとして上記の「ヴァンケルエンジン」のみを指す場合も多く、また「回転ピストン型エンジン」、時には「ピストンレスエンジン」と呼ばれることもある。自動車用としては、日本ではヴァンケルエンジンを指して「ロータリーエンジン」(「RE」と略記される)と呼ぶことが一般的であるが、それ以外では「Rotary engine」とも、あるいはより限定的に「Wankel engine」とも呼ばれる。航空機用として「ロータリーエンジン」と呼ぶときは、星型エンジン本体（シリンダー側）がプロペラとともに回転する構造の回転式レシプロエンジンを意味する場合と、本項のヴァンケルエンジンを意味する場合とがある。なお、ガスタービンエンジンも本項のロータリーエンジンと同様に回転運動により出力を得ているが、これは速度型の内燃機関であり、容積型内燃機関であるロータリーエンジンとは別に分類される。ロータリーエンジン本体の構成部品の概略を下記に示す。燃料供給系・吸排気系・潤滑系・冷却系・電気系などは、一部構造は異なりながらもレシプロエンジンと同様に別途設けられるが、上述のとおり動弁系は不要である。なお相当部品名は、レシプロエンジンに対するものである。エキセントリックシャフトの偏心部がローターの穴に通されていて、エキセントリックシャフトの1回転によりその軸心のまわりをローターが1回公転するが、この両者間では自由に回転できるようになっている。ローターが自転1回転の間に3回公転するように、またローターの各頂点がローターハウジングのトロコイド面をなぞるように、ローターとサイドハウジングとのギヤのかみ合いによって制御されている。ローターとローターハウジングの間の作動室容積は、ローターの1回の自転の間に拡大と縮小を2回ずつ生じるが、この間に4ストロークエンジンがクランクシャフト2回転で行うのと同様の工程（オットーサイクル）を1サイクル実行する。このサイクルがローターの3辺の上で位相をずらしてそれぞれ進行しているので、ローターの自転1回の間に3回の燃焼・膨張行程がある。ローターの自転運動ではなく公転運動がエキセントリックシャフトを回転させて出力となる。4ストロークレシプロエンジンと比較すると、ハウジングに設けられる吸排気ポートは、その位置・形状により以下のように分類される。4ストロークレシプロエンジンとの比較で、以下のような長所・短所がある。特に上記長所のうちの「低振動、低騒音」は、往復運動を回転運動に変換するのではなく、もともとが回転運動である本エンジンの構造に由来するものであり、当初は性能でもレシプロエンジンを大きく引き離して未来のエンジンともてはやされ、世界中の自動車メーカーが開発を行う大きな理由となった。自動車用としてはNSUヴァンケルタイプが唯一実用化されている。その後NSUに続いて東洋工業（のちのマツダ）が量産化に成功し、コスモスポーツに搭載した。ほかにもシトロエンなどが生産モデルに搭載しているが、1970年代以降も自動車用として量産を続けたのは資本主義圏内ではマツダ（詳細は後述）のみである。ロータリーエンジン搭載のスポーツカーは一部の人々には根強い支持があり、年に一度ロサンゼルス郊外のマツダR&Dで開催されると呼ばれるロータリーカーユーザーのイベントには、全米から数千人規模のユーザーが集まる。マツダは市販車両で2ローターと3ローターを投入し、レースでは4ローターまでのエンジンを手掛けた。マツダがフォードの傘下に入り、2002年に当時唯一のロータリーエンジン搭載市販車RX-7を、排出ガス規制不適合により生産停止することが決定し、これでロータリーエンジンの歴史が途切れてしまうという懸念が愛好家や関係者に広がったが、マツダはロータリーエンジン搭載車の製作存続をフォードに強く主張し、それが認められ燃費を改善した4ドアスポーツカーであるRX-8を発売した。より排気量の大きな16Xと呼ばれるプロトタイプエンジンを製作し、第40回東京モーターショーにこのエンジンを搭載したコンセプトカー「大気（たいき）」を展示したが、それを搭載した車両は発売されていない。なお、ロータリーエンジン初搭載車のコスモスポーツ50周年となる2017年に、この16Xをベースにした新型RX-7が発売される、と幾つかのカーニュースサイトで報じられている。1991年のHR-X以来、水素を燃料とする水素ロータリーエンジンを開発している。2004年10月にはRX-8をベースにした車両が、2008年にはプレマシーをベースにした車両がナンバーを取得している。2012年6月にRX-8を生産終了したため、市販車からロータリー車が消滅した。ロータリーエンジンの元祖NSUを吸収合併したアウディは、2010年のジュネーブ・モーターショーにおいてコンセプトカー「アウディ・A1 e-tron」を発表した。これは、ロータリーエンジンを発電機専用に使用したシリーズ・ハイブリッド（レンジエクステンダー付きEV）である。大手グライダー製造メーカーであるドイツのアレキサンダー・シュライハー社は、自力で離陸できる動力格納式のモーターグライダーである、オープンクラス、18mクラスや、2004年に初飛行したベストセラー練習機アレキサンダー・シュライハー ASK 21を基にしたASK21 Mi に、従来の空冷2サイクルエンジンではなくシングルローターのヴァンケルロータリーエンジンを搭載している。これは、もともとノートンのオートバイ用であったものを、オーストリア、グループのダイアモンドエンジン社が改良、発展させたものである。小型高出力なので採用されている。Moller社ではがFreedom Motorsのロータリーエンジンを使用したスカイカーを製作している。最新型のMoller M400は4人乗りで最高時速350マイル（約560 km/h）、四隅に計8個の2ローターロータリーエンジンを搭載している。機体をハリアー戦闘機のように垂直方向への離陸が可能である（VTOL）。飛行機やヘリコプターなどとはあくまで一線を画しており、スカイカーはあくまで自動車のように、コンピューター制御で庶民の誰もが運転できるような手軽な交通手段としての普及を目指している。現在は競売価格で4億円程度と高額だが、大量生産が始まれば、近い未来には10万ドル以内（1,000万円程度）での販売を視野に入れている。一人乗りのMoller M200Gは円盤型である。シコルスキーでは、無人実験機・サイファーの動力にヴァンケルロータリーエンジンを用いている。補助動力装置（APU）に採用例があるが、これはオクタン価の低い燃料でも稼動する特性を生かした好例である。またホームビルト機でも、マツダのロータリーエンジンを搭載する例がある。分散型の熱電供給システムであるコジェネレーションシステムの動力源として、コンパクトで低騒音、低振動という特徴からロータリーエンジンが注目されている。2002年に広島ガス、2003年に中国電力がマツダの自動車用ロータリーエンジンを組み込んだシステムを試作、LPガスを燃料として実証試験を行っている。広島市南区の広島県太田川流域下水道東部浄化センターでは、バクテリアの力で下水汚泥を分解して量を減らす工程で生じるメタンガスを燃料とし、自動車用ロータリーエンジンを組み込んだ発電装置9台を4億7400万円で設置し、2012年3月23日から稼働させている。これは呉市に製造拠点を置く製鋼・産業機械メーカーの寿工業（東京）やマツダなどが共同開発したもので、排熱も浄化槽の加温に使用されている。元マツダの技術者である室木巧は、層状給気燃焼方式を採用したロータリーエンジン（DISC-RE）でコージェネレーションシステムの研究をしているが、自著で自動車に使うには研究が足りないと記している。カリフォルニア大学バークレー校のMEMSのロータリーエンジン研究室はローター径1mm以下、容積0.1cc未満のヴァンケルロータリー型発電機を開発している。ローターに組み込まれた磁石で発電するが、現在は外部からの圧縮空気で動いている段階。目標は100mWを供給する内燃機関の開発という。1959年（昭和34年）、西ドイツ（当時）のNSU（のちに「AUDI NSU AUTOUNION AG」を経てアウディに）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いた。後発メーカーである東洋工業（のちのマツダ）はその波に飲み込まれ、統合・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だった。といった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、オイルの過大な消費、それによるおびただしい白煙、さらにチャターマーク（ローターハウジング内壁に波状磨耗を起こす致命的なトラブル）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のである。こうして東洋工業は次世代エンジンとされたロータリーエンジンの開発・実用化という社運を賭けた挑戦を行うこととなった。山本健一を筆頭とするロータリーエンジン研究部（平均年齢25歳。のちにロータリー四十七士と称される。）がその任にあたった。しかし開発は困難を極めた。業界内ではロータリーエンジンに対する様々な批判・悪評が飛び交い、それは社内にも広がった。それでも途方もない時間、労力、資金、そして情熱を費やして開発は続けられた。大きな問題は3つあった。1963年（昭和38年）には第10回全日本自動車ショーに400cc×1ローター・400cc×2ローターの試作エンジンを展示。翌1964年（昭和39年）にはコスモスポーツのプロトタイプを展示した。この時、当時の松田社長が自らコスモスポーツのハンドルを握って広島から到着、帰路には各販売会社、メインバンクの住友銀行、池田勇人首相などを訪問したというエピソードも残っている。1965年（昭和40年）、1966年（昭和41年）と続けて展示され、その間、試作車による10万kmに及ぶ連続耐久テストを含む、総距離300万kmにも達する走行テストが行われた。テストは各地のディーラーに委託されたコスモスポーツ60台により、1年の期間を費やして実施された。1967年（昭和42年）5月30日、コスモスポーツは満を持してついに発売となった。1961年（昭和36年）1月のロータリーエンジン試作1号機から、6年の歳月が流れていた。1985年までに、ロータリーエンジンの研究に携わっていた各メーカーが開発した特許件数はこれに対してマツダの開発した特許は1,302件にのぼる。ところが、このエンジンの開発期における最大の問題点であり、かつ解決されたかに思われた部分が、後に短所として再び浮き彫りになる。オイルショックによる原油価格高騰の影響で、NSUと提携した各社はロータリーエンジンの将来性を見限って開発から撤退、本家NSUもロータリーエンジン車生産を中止した。マツダは唯一市場に踏み止まった。RX-8のロータリエンジンでは、排気ポートをペリフェラルポートからサイドポートに変更して、従来からの燃費悪化要因のひとつであった吸排気のオーバーラップをなくして燃費向上を図っている。しかし、レシプロエンジンの燃費も向上しており、依然として燃費はロータリーエンジンの最大の弱点であることは変わっていない。また、排気ポートの変更によって、サイドシールの磨耗やススの付着といった新たな問題も発生した。1973年（昭和48年）の排気ガス規制導入当初は、NOを減らすための効果的な手段が見つかっていなかったが、マツダはREの低いNO濃度を濃い空燃比（燃調）でさらに低減させ、それに伴う不完全燃焼により増加する排気ガス中のHCおよび一酸化炭素（CO）をサーマルリアクターにて再燃焼させて浄化しており、濃い燃調により実燃費がさらに悪化するという事態に陥っていた。のちにNO、HC、COを同時に低減可能な三元触媒が開発・実用化され、サーマルリアクターを触媒に置き換えることで燃調を薄くできたため、燃費を向上させた。マツダはコスモスポーツの発売開始以降、「1970年代、車の主流はロータリーエンジンへ」「車の主流を変える、ロータリーのマツダ」というキャッチコピーとともに各車種への展開を図った。13A以外はまったくの新開発ではなく、既存の生産設備を使うため10Aをベースにローターやハウジングの厚みを増して排気量を上げたものである。そのため厚み以外の基本寸法は変えられていない。1990年代以降には水素ロータリーエンジンがマツダによって研究開発されている。水素燃料は再生可能エネルギーの一種であり、また燃料電池用の燃料としてのインフラ整備が課題に挙がっている。その水素燃料を容易に転用できる内燃機関のひとつとして、ロータリーエンジンは有望である。これはレシプロエンジンとの比較で、吸気室と燃焼室が分離している上に高温となる吸排気バルブもないため、吸入工程で異常着火（バックファイアー）が発生しないこと、また大径となる水素インジェクターを、燃焼にさらされずにすむ吸気室上部の広大な場所に設置できること、という構造上の利点があり、さらには水素は燃焼速度が速く、縦長の燃焼室形状という欠点が問題になりにくいという相性の良さもあるためである。現時点では高純度の水素を必要とする燃料電池車などと比べても、はるかに現実的な解法である。また燃焼時のススが少ないためLPGやCNGなどのガス燃料であれば、水素以外でもロータリーエンジンの方がレシプロエンジンよりも有利であるとされる。ただし、LPGやCNGはともかく水素においてはインフラの整備にめどが立たないこと、水素の場合において、水素吸蔵合金を使用すれば車が重くなり、高圧水素タンクを使用すれば衝突時の爆発の危険があること、そのどちらにおいても航続距離が短距離に留まることなど、ロータリエンジンに限らず、水素を自動車用エネルギー源として使用する上で解決すべき課題はまだ多い。NSUの原設計をベースに、マツダにより開発・販売されたものが日本のみならず、世界でも最も著名である。2016年現在、市販されている車種は存在しないが、水素を燃料としたものの開発は継続されている。ドイツはロータリー発祥の地ではあるが、市販に漕ぎ着けた車種は極僅かである。REは構成部品が圧倒的に少なく、特に組み付けと調整に多くの時間を要する動弁系を持たないことや、ジャーナルとキャップ間などのオイルクリアランスの管理箇所が少ないことで、オーバーホールの時間を大幅に短縮でき、レースユースには非常に適している。ローコストで高性能が得られることから、多くのプライベーターの支持を受け、1970年代以降の日本のモータースポーツ界を支えたが、1992年頃よりマツダがレースから完全撤退してしまい、マツダスピードも形骸化（後に解散）してしまったため、日本国外の現地資本によるワークス活動を除き、ロータリーでプロレベルのレース活動をすることは非常に困難になっている。極少数ではあるがマツダスピードから3プラグサイドポートハウジングと、ペリ吸気ハウジングが発売されていた。RE雨宮がSUPER GTで走らせていたFD3Sに搭載されていたNAバージョンの20B型エンジンは、中古車であるユーノスコスモのエンジンである20Bを基にしたものである。その簡単な構造により、十分な知識、部品およびツールさえあれば、個人でのエンジンの分解・組み立てさえも可能である。また、2ローター以上のロータリーエンジンは、左右と中央のハウジングに挟まれたローターが直列に配置された構造を採るため、レシプロエンジンのクランクシャフトに相当するエキセントリックシャフトの新造さえできれば、個人でも市販エンジンの部品を組み合わせて1ローターや4ローター以上のエンジンを製作する事も可能である。1ローターは日本のRE雨宮がマツダ・シャンテの改造用に製作したものが著名であり、海外では2013年現在、自動車向けではニュージーランドのエンジンビルダーが試作した6ローターが発表されている。REは構造が積み木に近いため、エキセントリックシャフトさえワンオフで制作できれば1ローターの6.5B（13Bハウジングを使った1ローター）や、24A（スクートスポーツがデモカーに搭載している、12Aハウジングを使った4ローター。スクートスポーツやマジックは13Bハウジングを使用した4ローターも製造販売している。こちらは上記のレース用エンジンと同じR26Bという形式名が付けられている）など、様々な物を制作可能である。外部からの動力で働くヴァンケルロータリー構造の圧縮機である。レシプロ式に比べ振動、騒音が低いことが特徴。ヴァンケルロータリー構造を内燃機関用スーパーチャージャーに応用したもの。実験は行われたが、十分な過給効果を得るためには、ロータリーエンジンの2倍ほどの大きさのハウジングが必要となるため、実用化はされていない。油圧モーターの中で、油圧ショベルの駆動輪などに用いられているものはヴァンケルロータリー構造のものが多い。奇抜なものとしてシートベルトプリテンショナーがある。メルセデスベンツでいくつかの車種に使用されている。これらの自動車では衝撃を感知すると電気的に小型のガス発生器に点火されて作動して減圧されたガスが小型のヴァンケルロータリーエンジンに供給されてシートベルトを巻き上げる。ランキンサイクルによって作動する外燃・外熱ヴァンケルロータリーエンジン。各種プラントの排熱を、機械エネルギーとして、また、発電機との組み合わせで電力として回収するために用いられる。沸点の低いアンモニアやエタノールを作動流体とすることで、従来利用されることのなかった（捨てられていた）、温度域が40℃ - 150℃程度の排熱からでも動力を取り出せる。1967年英国センチュリー21プロダクション製作のSF特撮人形劇「キャプテン・スカーレット」に登場する追跡戦闘車(S.P.V. Spectrum Pursuit Vehicle)は、前後に8ローターのロータリー・エンジンを搭載という設定になっている。

出典:wikipedia