DSオートモビル:AH02型エンジンの諸元と性能まとめ [直列4気筒 1997cc]

ここではDSオートモビルのB8AH02型・DS5 [Chic Blue-HDi|2017/01モデル] に搭載されているAH02型のターボ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。

AH02型のターボエンジン諸元


B8AH02型 DS5
主要諸元と走行性能まとめ
車両型式LDA-B8AH02型
車名&グレードDS5
Chic Blue-HDi
エンジン型式AH02
種類直列4気筒
排気量1997cc
内径×行程85.0mm×88.0mm
ボアストローク比1.03
単気筒容積499.3cc
圧縮比16.7
吸気方式ターボ
使用燃料ディーゼル
最高出力181PS/3750rpm
最大トルク40.8kgm/2000rpm

まず基本的な成り立ちとして、AH02型エンジンはボア(内径)85.0mm、ストローク(行程)88.0mm、ボアストローク比1.03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。

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
AH02のエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷113.9PS → 181PS
トルクの変遷40.8kgm → 34.6kgm
リッター馬力90.64PS/L
リッタートルク20.4kgm/L

今回の参考車両であるDS5の直列4気筒1997cc、圧縮比16.7でディーゼル仕様のターボエンジンは、3750回転のとき最高出力181馬力を、3750回転のとき最大トルク40.8kgm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2000回転での馬力は113.9PS、最高出力が発生する3750回転でのトルクは34.6kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は90.64PS/L、トルクは20.4kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積499.3cc)あたりの馬力は45.2PS、トルクは10.2kgmです。

AH02型ターボエンジンを、このサイトで登録している全てのターボ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[ 5 ]、換算トルクが[ 10 ]の「標準的な出力(中の下)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
85.088.01997cc16.71.03
ボアアップによる排気量拡大
85.588.02021cc16.91.03
86.02045cc17.11.02
86.52068cc17.31.02
87.02092cc17.41.01
87.52117cc17.61.01
88.02141cc17.81.00
ストロークアップによる排気量拡大
85.089.02020cc16.91.05
90.02043cc17.11.06
91.02065cc17.21.07
92.02088cc17.41.08
93.02111cc17.61.09

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85.0mmから0.5mm刻みで88.0mmまで拡大した場合および、ストロークを純正の88.0mmから1mm刻みで93.0mm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。AH02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1.03から1.00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

AH02型エンジンのピストン径85.0mm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
SR20型
86.0mm
[+1.0mm]
2045cc
[+48cc]
トヨタ
3S型
86.0mm
[+1.0mm]
2045cc
[+48cc]
トヨタ
1JZ型
86.0mm
[+1.0mm]
2045cc
[+48cc]
日産
RB25型
86.0mm
[+1.0mm]
2045cc
[+48cc]
マツダ
SH型
86.0mm
[+1.0mm]
2045cc
[+48cc]
トヨタ
2JZ型
86.0mm
[+1.0mm]
2045cc
[+48cc]

ピストン径が近いエンジンとしては、日産:PNT30型シルビアに搭載されるSR20型1998ccの86.0mm、トヨタ:ST246W型カルディナに搭載される3S型1998ccの86.0mm、トヨタ:JZS171型クラウンに搭載される1JZ型2491ccの86.0mm、日産:ER34型スカイライン セダンに搭載されるRB25型2498ccの86.0mm、マツダ:KF2P型アテンザ ワゴンに搭載されるSH型2188ccの86.0mm、トヨタ:JZS161型アリストに搭載される2JZ型2997ccの86.0mm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 2000ccクラスのエンジン
ピストン径が大きい 2000ccクラスのエンジン
ストロークが短い 2000ccクラスのエンジン
ストロークが長い 2000ccクラスのエンジン
ボアストローク比・昇順 [2000ccクラス]
ボアストローク比・降順 [2000ccクラス]


平均ピストンスピード

ストローク最大トルク
2000rpm
最高出力
3750rpm
88.0mm5.9m/s11.0m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm5.9m/s21km/h
4000rpm11.7m/s42km/h
6000rpm17.6m/s63km/h
8000rpm23.5m/s85km/h
10000rpm29.3m/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88.0mmのエンジンが最高出力を発生する3750回転での平均ピストンスピードは11.0m/sとなり、これは1秒間に11.0メートル(時速にすると39.6km/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2000回転では5.9m/s、最高出力が発生する3750回転より500回転高い4250回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は12.5m/sとなっています。

参考までにストロークが88.0mmのAH02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)6820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。


AH02型エンジンを搭載する車種の例

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
DSオートモビル
B8AH02
2017/01
DS5
Chic Blue-HDi
[LDA-B8AH02]
181PS
40.8kgm
17.3km/L
9.337kg/PS
ターボ
FF/6AT
ハッチバック
5人乗り
車両型式:LDA-B8AH02

DS5
[Chic Blue-HDi]
2017/01モデル
最高出力181PS
最大トルク40.8kgm
JC08モード燃費17.3km/L
吸気方式ターボ
車体構成5人乗りハッチバック
FF/6AT

その他のAH02型エンジン型式と代表的な車種

AH02型
全0車種
シトロエン:DS5 [Chic Blue-HDi]
最高出力181PS/最大トルク40.8kgm
2017/01モデル
シトロエン
AH02型
全0車種
DS5
[Chic Blue-HDi]
181PS/40.8kgm