BMW:S85B50A型エンジンの諸元と性能まとめ [V型10気筒 4999cc]

ここではBMWのEH50型・M6 クーペ [BaseGrade E63|2008/10モデル] に搭載されているS85B50A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。

S85B50A型の自然吸気エンジン諸元


EH50型 M6 クーペ
主要諸元と走行性能まとめ
車両型式ABA-EH50型
車名&グレードM6 クーペ
BaseGrade E63
エンジン型式S85B50A
種類V型10気筒
排気量4999cc
内径×行程92.0mm×75.2mm
ボアストローク比0.82
単気筒容積499.9cc
圧縮比12.0
吸気方式自然吸気
使用燃料ハイオクガソリン
最高出力507PS/7750rpm
最大トルク53.0kgm/6100rpm

まず基本的な成り立ちとして、S85B50型エンジンはボア(内径)92.0mm、ストローク(行程)75.2mm、ボアストローク比0.82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S85B50A型の自然吸気エンジンを搭載している車種は、2004/11から発売された5代目M5 [NB50型|2008/10]となっており、NA車は3車種、ターボ/SC車は0車種の全3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
S85B50のエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷451.3PS → 507PS
トルクの変遷53.0kgm → 46.9kgm
リッター馬力101.4PS/L
リッタートルク10.6kgm/L

今回の参考車両であるM6 クーペのV型10気筒4999cc、圧縮比12.0でハイオクガソリン仕様の自然吸気エンジンは、7750回転のとき最高出力507馬力を、7750回転のとき最大トルク53.0kgm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6100回転での馬力は451.3PS、最高出力が発生する7750回転でのトルクは46.9kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は101.4PS/L、トルクは10.6kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積499.9cc)あたりの馬力は50.7PS、トルクは5.3kgmです。

S85B50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[ 10 ]、換算トルクが[ 9 ]の「稀に見る高出力エンジン」にカテゴライズされます。

ちなみに、S85B50A型エンジン搭載車種のうち、最高出力が最も大きかったのはEH50型M6 クーペの507PS/53.0kgm、最も小さかったのはNB50型M5の500PS/53.0kgmとなっています。

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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
92.075.24999cc12.00.82
ボアアップによる排気量拡大
92.575.25053cc12.10.81
93.05108cc12.30.81
93.55163cc12.40.80
94.05219cc12.50.80
94.55274cc12.60.80
95.05330cc12.70.79
ストロークアップによる排気量拡大
92.076.25065cc12.20.83
77.25132cc12.30.84
78.25198cc12.50.85
79.25265cc12.60.86
80.25331cc12.70.87

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92.0mmから0.5mm刻みで95.0mmまで拡大した場合および、ストロークを純正の75.2mmから1mm刻みで80.2mm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0.82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。S85B50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0.82から0.79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

S85B50型エンジンのピストン径92.0mmとサイズが近いピストンを持つエンジンが24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
日産
VQ30型
93.0mm
[+1.0mm]
5108cc
[+109cc]
三菱
6G74型
93.0mm
[+1.0mm]
5108cc
[+109cc]
日産
VH41型
93.0mm
[+1.0mm]
5108cc
[+109cc]
日産
VH45型
93.0mm
[+1.0mm]
5108cc
[+109cc]
日産
VK45型
93.0mm
[+1.0mm]
5108cc
[+109cc]
ホンダ
C32B型
93.0mm
[+1.0mm]
5108cc
[+109cc]

ピストン径が近いエンジンとしては、日産:HV35型プレサージュに搭載されるVQ30型2987ccの93.0mm、三菱:S27A型デボネアに搭載される6G74型3496ccの93.0mm、日産:FGY33型シーマに搭載されるVH41型4130ccの93.0mm、日産:HG50型インフィニティQ45に搭載されるVH45型4494ccの93.0mm、日産:GY50型フーガに搭載されるVK45型4494ccの93.0mm、ホンダ:NA2型NSXに搭載されるC32B型3179ccの93.0mm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 5000ccクラスのエンジン
ピストン径が大きい 5000ccクラスのエンジン
ストロークが短い 5000ccクラスのエンジン
ストロークが長い 5000ccクラスのエンジン
ボアストローク比・昇順 [5000ccクラス]
ボアストローク比・降順 [5000ccクラス]


平均ピストンスピード

ストローク最大トルク
6100rpm
最高出力
7750rpm
75.2mm15.3m/s19.4m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm5.0m/s18km/h
4000rpm10.0m/s36km/h
6000rpm15.0m/s54km/h
8000rpm20.1m/s72km/h
10000rpm25.1m/s90km/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75.2mmのエンジンが最高出力を発生する7750回転での平均ピストンスピードは19.4m/sとなり、これは1秒間に19.4メートル(時速にすると69.8km/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6100回転では15.3m/s、最高出力が発生する7750回転より500回転高い8250回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は20.7m/sとなっています。

参考までにストロークが75.2mmのS85B50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5.03m/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)7980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。


S85B50A型エンジンを搭載する車種の例

全3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
EH50
2008/10
M6 クーペ
BaseGrade E63
[ABA-EH50]
507PS
53.0kgm
-
3.59kg/PS
自然吸気
FR/7AT
クーペ
4人乗り

M6 クーペ
[BaseGrade E63]
2008/10モデル
車両型式ABA-EH50
最高出力507PS
最大トルク53.0kgm
パワーウェイト3.59kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機FR/7AT
車体形状&乗車定員クーペ/4人乗り
BMW
EK50
2008/10
M6 カブリオレ
Cabriolet E64
[ABA-EK50]
507PS
53.0kgm
-
3.96kg/PS
自然吸気
FR/7AT
オープンカー
4人乗り

M6 カブリオレ
[Cabriolet E64]
2008/10モデル
車両型式ABA-EK50
最高出力507PS
最大トルク53.0kgm
パワーウェイト3.96kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機FR/7AT
車体形状&乗車定員オープンカー/4人乗り
BMW
NB50
2008/10
M5
BaseGrade E60
[ABA-NB50]
500PS
53.0kgm
-
3.76kg/PS
自然吸気
FR/7AT
セダン
5人乗り

M5
[BaseGrade E60]
2008/10モデル
車両型式ABA-NB50
最高出力500PS
最大トルク53.0kgm
パワーウェイト3.76kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機FR/7AT
車体形状&乗車定員セダン/5人乗り

BMW製エンジンの原動機型式まとめ
【排気量順】