ダイハツ:HD-EP型エンジンの諸元と性能まとめ [直列4気筒 1589cc]

ここではダイハツのG311G型・パイザー [AeroDown-Custom|2000/09モデル] に搭載されているHD-EP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。

HD-EP型の自然吸気エンジン諸元


G311G型 パイザー
主要諸元と走行性能まとめ
車両型式GF-G311G型
車名&グレードパイザー
AeroDown-Custom
エンジン型式HD-EP
種類直列4気筒
排気量1589cc
内径×行程76.0mm×87.6mm
ボアストローク比1.15
単気筒容積397.4cc
圧縮比9.5
吸気方式自然吸気
使用燃料レギュラーガソリン
最高出力115PS/6300rpm
最大トルク14.3kgm/3600rpm

まず基本的な成り立ちとして、HD型エンジンはボア(内径)76.0mm、ストローク(行程)87.6mm、ボアストローク比1.15のロングストローク型エンジン(ピストン径よりもストローク量のほうが大きい)です。

排気量と気筒数が同一の場合、ショートストローク型に比べて低回転域でのトルク特性に優れ、扱い易いエンジンとされますが、高回転域では充填効率の悪化や摺動抵抗が増大して出力の低下が懸念されます。

なおかつ回転数も同一の場合、ショートストローク型に比べて平均ピストンスピードが高くなりがちなことから、エンジンへの負荷が大きくなる傾向にあります。

このサイトにてHD-EP型の自然吸気エンジンを搭載している車種は、1996/08から発売された初代パイザー [G311G型|2000/09]となっており、NA車は4車種、ターボ/SC車は0車種の全4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
HDのエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷71.9PS → 115PS
トルクの変遷14.3kgm → 13.1kgm
リッター馬力72.4PS/L
リッタートルク9.0kgm/L

今回の参考車両であるパイザーの直列4気筒1589cc、圧縮比9.5でレギュラー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115馬力を、6300回転のとき最大トルク14.3kgm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3600回転での馬力は71.9PS、最高出力が発生する6300回転でのトルクは13.1kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は72.4PS/L、トルクは9.0kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積397.4cc)あたりの馬力は28.8PS、トルクは3.6kgmです。

HD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[ 4 ]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
76.087.61589cc9.51.15
ボアアップによる排気量拡大
76.587.61611cc9.61.15
77.01632cc9.71.14
77.51653cc9.81.13
78.01674cc10.01.12
78.51696cc10.11.12
79.01717cc10.21.11
ストロークアップによる排気量拡大
76.088.61608cc9.61.17
89.61626cc9.71.18
90.61644cc9.81.19
91.61662cc9.91.21
92.61680cc10.01.22

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76.0mmから0.5mm刻みで79.0mmまで拡大した場合および、ストロークを純正の87.6mmから1mm刻みで92.6mm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ロングストローク型からスクエア型、あるいはショートストローク型の特性へと近付いていきます。HD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1.15から1.11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

HD型エンジンのピストン径76.0mm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
4G32型
76.9mm
[+0.9mm]
1627cc
[+38cc]
いすゞ
4XC1型
77.0mm
[+1.0mm]
1632cc
[+43cc]
トヨタ
3A型
77.5mm
[+1.5mm]
1653cc
[+64cc]
スバル
EL15型
77.7mm
[+1.7mm]
1661cc
[+72cc]
日産
RB20型
78.0mm
[+2.0mm]
1674cc
[+85cc]
日産
HR15型
78.0mm
[+2.0mm]
1674cc
[+85cc]

ピストン径が近いエンジンとしては、三菱:E31A型ギャランに搭載される4G32型1597ccの76.9mm、いすゞ:JT151F型ジェミニに搭載される4XC1型1471ccの77.0mm、トヨタ:AL21型コルサに搭載される3A型1452ccの77.5mm、スバル:GH2型インプレッサに搭載されるEL15型1498ccの77.7mm、日産:HR34型スカイライン セダンに搭載されるRB20型1998ccの78.0mm、日産:K13改型マーチに搭載されるHR15型1498ccの78.0mm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 1800ccクラスのエンジン
ピストン径が大きい 1800ccクラスのエンジン
ストロークが短い 1800ccクラスのエンジン
ストロークが長い 1800ccクラスのエンジン
ボアストローク比・昇順 [1800ccクラス]
ボアストローク比・降順 [1800ccクラス]


平均ピストンスピード

ストローク最大トルク
3600rpm
最高出力
6300rpm
87.6mm10.5m/s18.4m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm5.8m/s21km/h
4000rpm11.7m/s42km/h
6000rpm17.5m/s63km/h
8000rpm23.4m/s84km/h
10000rpm29.2m/s105km/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87.6mm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18.4m/sとなり、これは1秒間に18.4メートル(時速にすると66.2km/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3600回転では10.5m/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19.9m/sとなっています。

参考までにストロークが87.6mmのHD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5.85m/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)6850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。


HD-EP型エンジンを搭載する車種の例

全4車種のうち、最高出力が大きいものから順に上位3車種を表示しています。その他の車種については、ページ下部にあるリンクよりHD型エンジン搭載車種の一覧をご覧ください。

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
ダイハツ
G311G
2000/09
パイザー
AeroDown-Custom
[GF-G311G]
115PS
14.3kgm
13.8km/L
9.74kg/PS
自然吸気
4WD/5MT
ミニバン
5人乗り

パイザー
[AeroDown-Custom]
2000/09モデル
車両型式GF-G311G
最高出力115PS
最大トルク14.3kgm
10-15モード燃費13.8km/L
パワーウェイト9.74kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機4WD/5MT
車体形状&乗車定員ミニバン/5人乗り
ダイハツ
G301G
2000/09
パイザー
AeroDown-Custom
[GF-G301G]
115PS
14.3kgm
12.6km/L
9.48kg/PS
自然吸気
FF/4AT
ミニバン
5人乗り

パイザー
[AeroDown-Custom]
2000/09モデル
車両型式GF-G301G
最高出力115PS
最大トルク14.3kgm
10-15モード燃費12.6km/L
パワーウェイト9.48kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機FF/4AT
車体形状&乗車定員ミニバン/5人乗り
ダイハツ
G301G
2000/09
パイザー
AeroDown-Custom
[GF-G301G]
115PS
14.3kgm
14.6km/L
9.22kg/PS
自然吸気
FF/5MT
ミニバン
5人乗り

パイザー
[AeroDown-Custom]
2000/09モデル
車両型式GF-G301G
最高出力115PS
最大トルク14.3kgm
10-15モード燃費14.6km/L
パワーウェイト9.22kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機FF/5MT
車体形状&乗車定員ミニバン/5人乗り
HD型エンジン搭載車種の一覧
パワーウェイトレシオ順|全15車種

その他のHD型エンジン型式と代表的な車種

HD-E型
全9車種
ダイハツ:アプローズθ [16Zi]
最高出力120PS/最大トルク14.3kgm
1990/10モデル
ダイハツ
HD-E型
全9車種
アプローズθ
[16Zi]
120PS/14.3kgm
HD-EG型
全2車種
ダイハツ:シャレード デトマソ [BaseGrade]
最高出力125PS/最大トルク14.7kgm
1997/09モデル
ダイハツ
HD-EG型
全2車種
シャレード デトマソ
[BaseGrade]
125PS/14.7kgm

ダイハツ製エンジンの原動機型式まとめ
【排気量順】