BMW:N62B40A型エンジンの諸元と性能まとめ [V型8気筒 3999cc]

ここではBMWのHL40型・7シリーズ [740i E65|2008/10モデル] に搭載されているN62B40A型の自然吸気エンジンのデータを参考に、このエンジンが持つ特性や素性について調べてみます。

N62B40A型の自然吸気エンジン諸元


HL40型 7シリーズ
主要諸元と走行性能まとめ
車両型式ABA-HL40型
車名&グレード7シリーズ
740i E65
エンジン型式N62B40A
種類V型8気筒
排気量3999cc
内径×行程87.0mm×84.1mm
ボアストローク比0.97
単気筒容積499.9cc
圧縮比10.5
吸気方式自然吸気
使用燃料ハイオクガソリン
最高出力306PS/6300rpm
最大トルク39.8kgm/3500rpm

まず基本的な成り立ちとして、N62B40型エンジンはボア(内径)87.0mm、ストローク(行程)84.1mm、ボアストローク比0.97のショートストローク型エンジン(ストローク量よりもピストン径のほうが大きい)です。

排気量と気筒数が同一の場合、ロングストローク型に比べて低回転域でのトルク特性に劣り、扱いにくいエンジンとされるものの、高回転域では充填効率の向上や摺動抵抗の増大も(ロングストローク型に比べれば)軽微なことから出力の向上が見込まれます。

また同じ回転数でも平均ピストンスピードが抑えられることから、その分だけエンジンへの負荷は低減される傾向にあります。

このサイトにてN62B40A型の自然吸気エンジンを搭載している車種は、2001/10から発売された4代目7シリーズ [HL40型|2008/10]となっており、NA車は2車種、ターボ/SC車は0車種の全2車種が登録されています。

過渡特性とリッター換算馬力から見た評価

エンジン性能曲線のイメージ
N62B40のエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷194.5PS → 306PS
トルクの変遷39.8kgm → 34.8kgm
リッター馬力76.5PS/L
リッタートルク9.9kgm/L

今回の参考車両である7シリーズのV型8気筒3999cc、圧縮比10.5でハイオクガソリン仕様の自然吸気エンジンは、6300回転のとき最高出力306馬力を、6300回転のとき最大トルク39.8kgmを発生させます。

馬力と回転数が分かればトルクが、トルクと回転数が分かれば馬力を知ることができますので計算してみますと、最大トルクが発生する3500回転での馬力は194.5PS、最高出力が発生する6300回転でのトルクは34.8kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は76.5PS/L、トルクは9.9kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積499.9cc)あたりの馬力は38.2PS、トルクは5.0kgmです。

N62B40型自然吸気エンジンを、このサイトで登録している全てのNA車から集計した偏差値ベースの10段階評価に当てはめると、評価は換算馬力が[ 6 ]、換算トルクが[ 7 ]の「標準的な出力(中の上)のエンジン」にカテゴライズされます。

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排気量アップと圧縮比の上昇、ボアストローク比の変化

ノーマルの排気量と圧縮比
BoreStroke排気量圧縮比B/S比
87.084.13999cc10.50.97
ボアアップによる排気量拡大
87.584.14046cc10.60.96
88.04092cc10.70.96
88.54139cc10.80.95
89.04185cc10.90.94
89.54233cc11.10.94
90.04280cc11.20.93
ストロークアップによる排気量拡大
87.085.14047cc10.60.98
86.14095cc10.70.99
87.14142cc10.81.00
88.14190cc11.01.01
89.14237cc11.11.02

エンジンの排気量を決める要素には気筒数、ボア径、ストローク量の3つがあり、これらを増減することでさまざまな排気量のエンジンが生まれます。

ここでは実際に可能かどうかは別として、ピストン径を純正の87.0mmから0.5mm刻みで90.0mmまで拡大した場合および、ストロークを純正の84.1mmから1mm刻みで89.1mmまで延長した場合の排気量と、燃焼室容積が変化しないと仮定した場合の圧縮比の変化を一覧表にしています。

※ストロークアップと口で言うのは簡単なのですが、ロングストローク化するにあたってはクランクシャフトおよび対応コンロッドが必要になり、純正流用できない場合はワンオフで作らなければならないなど、とにかくお高く付きますので、手を出すには相当の覚悟を求められるメニューです。

圧縮比については、実際のところピストンが大径化するに伴ってピストン天面の凸凹容量も変化する場合が大半ですから、一覧表にある圧縮比の数値の通りにはなりませんが、排気量を大きくすると自ずと圧縮比も上昇しますよ、という雰囲気をご堪能ください。

B/S比はボアストローク比の略で、ボア径を広げていくと0.97からさらに値は小さくなり、ショートストローク型の恩恵と弊害が顕著になっていきます。N62B40型エンジンの場合、純正ピストンから+3.0mmのボアアップをすると比は0.97から0.93に変化するという具合です。

ピストン径が近いエンジンと排気量アップ

N62B40型エンジンのピストン径87.0mmとサイズが近いピストンを持つエンジンが27件ありますので、余興としてピストン流用でボアアップした場合の排気量を計算してみます。

Eg型式ピストン径排気量
三菱
6B31型
87.6mm
[+0.6mm]
4055cc
[+56cc]
スバル
EJ18型
87.9mm
[+0.9mm]
4083cc
[+84cc]
スバル
EJ16型
87.9mm
[+0.9mm]
4083cc
[+84cc]
三菱
4B12型
88.0mm
[+1.0mm]
4092cc
[+93cc]
スズキ
H27A型
88.0mm
[+1.0mm]
4092cc
[+93cc]
三菱
4J12型
88.0mm
[+1.0mm]
4092cc
[+93cc]

ピストン径が近いエンジンとしては、三菱:CW6W型アウトランダーに搭載される6B31型2997ccの87.6mm、スバル:BD2型レガシィに搭載されるEJ18型1820ccの87.9mm、スバル:GF4型インプレッサ スポーツワゴンに搭載されるEJ16型1597ccの87.9mm、三菱:CW5W型アウトランダーに搭載される4B12型2359ccの88.0mm、スズキ:TD94W型エスクードに搭載されるH27A型2736ccの88.0mm、三菱:GF8W型アウトランダーに搭載される4J12型2359ccの88.0mmなどが該当します。

(もはやこのような探求に楽しみを見い出す人は減ってしまいましたが)いくら径が近かろうとも、ピストンピンの径やピストンの高さ、バルブリセスの都合などなどありますので、なるべくなら同じメーカー、なるべくなら同じ燃料で同じ吸気方式、なるべくなら排気量が近いものを選ぶと純正流用できる可能性が高くなる、かもしれません。

ピストン径が小さい 4000ccクラスのエンジン
ピストン径が大きい 4000ccクラスのエンジン
ストロークが短い 4000ccクラスのエンジン
ストロークが長い 4000ccクラスのエンジン
ボアストローク比・昇順 [4000ccクラス]
ボアストローク比・降順 [4000ccクラス]


平均ピストンスピード

ストローク最大トルク
3500rpm
最高出力
6300rpm
84.1mm9.8m/s17.7m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm5.6m/s20km/h
4000rpm11.2m/s40km/h
6000rpm16.8m/s60km/h
8000rpm22.4m/s81km/h
10000rpm28.0m/s101km/h

続きまして平均ピストンスピードについて見てみます。ストロークが84.1mmのエンジンが最高出力を発生する6300回転での平均ピストンスピードは17.7m/sとなり、これは1秒間に17.7メートル(時速にすると63.7km/h)の距離を進む速さでピストンが上下運動していますよ、という意味です。

最大トルクを発生する3500回転では9.8m/s、最高出力が発生する6300回転より500回転高い6800回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は19.1m/sとなっています。

参考までにストロークが84.1mmのN62B40型エンジンを10000回転/毎分まで回したときのピストンスピードの変化を計算してみました。これを見ると回転数が2000回転高くなるごとに概ね5.60m/sずつ速度が増していくようです。

大量生産を前提とした一般的なエンジンの目安である20.0m/sのみを基準として考えると、高回転化の上限を(回るか回らないかは別として)7130回転くらいにするのが機械的にも精神的にも好ましそうです。


N62B40A型エンジンを搭載する車種の例

全2車種を最高出力が大きいものから順に表示しています。

メーカー
車両型式
画像車名&グレード出力/燃費
パワーウェイト
排気量
変速機
BMW
HL40
2008/10
7シリーズ
740i E65
[ABA-HL40]
306PS
39.8kgm
7.7km/L
6.410kg/PS
自然吸気
FR/6AT
セダン
5人乗り

7シリーズ
[740i E65]
2008/10モデル
車両型式ABA-HL40
最高出力306PS
最大トルク39.8kgm
10-15モード燃費7.7km/L
パワーウェイト6.410kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機FR/6AT
車体形状&乗車定員セダン/5人乗り
BMW
NW40
2008/10
5シリーズ セダン
540i N62B40A E60
[ABA-NW40]
306PS
39.8kgm
7.6km/L
5.882kg/PS
自然吸気
FR/6AT
セダン
5人乗り

5シリーズ セダン
[540i N62B40A E60]
2008/10モデル
車両型式ABA-NW40
最高出力306PS
最大トルク39.8kgm
10-15モード燃費7.6km/L
パワーウェイト5.882kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機FR/6AT
車体形状&乗車定員セダン/5人乗り

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【排気量順】