シボレー:5E型エンジンの諸元と性能まとめ [V型8気筒 5665cc]

ここではシボレーのCY25E型・コルベット [Z51 C5|2002/11モデル] に搭載されている5E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。

5E型の自然吸気エンジン諸元


CY25E型 コルベット
主要諸元と走行性能まとめ
車両型式GH-CY25E型
車名&グレードコルベット
Z51 C5
エンジン型式5E
種類V型8気筒
排気量5665cc
内径×行程99.0mm×92.0mm
ボアストローク比0.93
単気筒容積708.2cc
圧縮比10.1
吸気方式自然吸気
使用燃料ハイオクガソリン
最高出力355PS/5200rpm
最大トルク51.8kgm/4000rpm

まず基本的な成り立ちとして、5E型エンジンはボア(内径)99.0mm、ストローク(行程)92.0mm、ボアストローク比0.93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。

このサイトにて登録されている車種のうち、5E型の自然吸気エンジンを搭載する最も古い車種は、1993/07から発売された4代目カマロ [CF45E型|1998/11]、最も新しい車種は1997/06から発売された5代目コルベット [CY25E型|2004/04]となっており、NA車は5車種、ターボ/SC車は0車種の全5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
5Eのエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷289.3PS → 355PS
トルクの変遷51.8kgm → 48.9kgm
リッター馬力62.7PS/L
リッタートルク9.1kgm/L

今回の参考車両であるコルベットのV型8気筒5665cc、圧縮比10.1でハイオクガソリン仕様の自然吸気エンジンは、5200回転のとき最高出力355馬力を、5200回転のとき最大トルク51.8kgm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4000回転での馬力は289.3PS、最高出力が発生する5200回転でのトルクは48.9kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は62.7PS/L、トルクは9.1kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積708.2cc)あたりの馬力は44.4PS、トルクは6.5kgmです。

5E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[ 4 ]、換算トルクが[ 5 ]の「やや控えめな出力のエンジン」にカテゴライズされます。

ちなみに、5E型のターボ・SC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CY25E型コルベットの355PS/51.8kgm、最も小さかったのはCF45E型カマロの288PS/44.6kgm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
99.092.05665cc10.10.93
ボアアップによる排気量拡大
99.592.05723cc10.20.92
100.05780cc10.30.92
100.55838cc10.40.92
101.05897cc10.50.91
101.55955cc10.60.91
102.06014cc10.70.90
ストロークアップによる排気量拡大
99.093.05727cc10.20.94
94.05788cc10.30.95
95.05850cc10.40.96
96.05912cc10.50.97
97.05973cc10.60.98

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99.0mmから0.5mm刻みで102.0mmまで拡大した場合および、ストロークを純正の92.0mmから1mm刻みで97.0mm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0.93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。5E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0.93から0.90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

5E型エンジンのピストン径99.0mmとサイズが近いピストンを持つエンジンが1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
トヨタ
1FZ型
100.0mm
[+1.0mm]
5780cc
[+115cc]

ピストン径が近いエンジンとしては、トヨタ:FZJ80G型ランドクルーザー80に搭載される1FZ型4476ccの100.0mm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超のエンジン
ピストン径が大きい 5000cc超のエンジン
ストロークが短い 5000cc超のエンジン
ストロークが長い 5000cc超のエンジン
ボアストローク比・昇順 [5000cc超]
ボアストローク比・降順 [5000cc超]


平均ピストンスピード

ストローク最大トルク
4000rpm
最高出力
5200rpm
92.0mm12.3m/s15.9m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm6.1m/s22km/h
4000rpm12.3m/s44km/h
6000rpm18.4m/s66km/h
8000rpm24.5m/s88km/h
10000rpm30.7m/s111km/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92.0mmのエンジンが最高出力を発生する5200回転での平均ピストンスピードは15.9m/sとなり、これは1秒間に15.9メートル(時速にすると57.2km/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4000回転では12.3m/s、最高出力が発生する5200回転より500回転高い5700回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は17.5m/sとなっています。

参考までにストロークが92.0mmの5E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6.15m/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)6520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。


5E型エンジンを搭載する車種の例

全5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
シボレー
CY25E
2002/11
コルベット
Z51 C5
[GH-CY25E]
355PS
51.8kgm
-
4.14kg/PS
自然吸気
FR/6MT
クーペ
2人乗り

コルベット
[Z51 C5]
2002/11モデル
車両型式GH-CY25E
最高出力355PS
最大トルク51.8kgm
パワーウェイト4.14kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機FR/6MT
車体形状&乗車定員クーペ/2人乗り
シボレー
CY25E
2004/04
コルベット
Convertible C5
[GH-CY25E]
355PS
49.8kgm
-
4.23kg/PS
自然吸気
FR/4AT
オープンカー
2人乗り

コルベット
[Convertible C5]
2004/04モデル
車両型式GH-CY25E
最高出力355PS
最大トルク49.8kgm
パワーウェイト4.23kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機FR/4AT
車体形状&乗車定員オープンカー/2人乗り
シボレー
CF45E
2000/11
カマロ
Z28
[GF-CF45E]
288PS
44.6kgm
7.5km/L
5.42kg/PS
自然吸気
FR/4AT
クーペ
4人乗り

カマロ
[Z28]
2000/11モデル
車両型式GF-CF45E
最高出力288PS
最大トルク44.6kgm
10-15モード燃費7.5km/L
パワーウェイト5.42kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機FR/4AT
車体形状&乗車定員クーペ/4人乗り
シボレー
CF45E
1998/11
カマロ
Z28-Convertible
[GF-CF45E]
288PS
44.6kgm
7.5km/L
5.59kg/PS
自然吸気
FR/4AT
オープンカー
4人乗り

カマロ
[Z28-Convertible]
1998/11モデル
車両型式GF-CF45E
最高出力288PS
最大トルク44.6kgm
10-15モード燃費7.5km/L
パワーウェイト5.59kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機FR/4AT
車体形状&乗車定員オープンカー/4人乗り

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【排気量順】