EUフォード:Y5型エンジンの諸元と性能まとめ [直列4気筒 2295cc]

ここではEUフォードのWFOGY5型・ギャラクシー [GLX|1998/05モデル] に搭載されているY5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。

Y5型の自然吸気エンジン諸元


WFOGY5型 ギャラクシー
主要諸元と走行性能まとめ
車両型式E-WFOGY5型
車名&グレードギャラクシー
GLX
エンジン型式Y5
種類直列4気筒
排気量2295cc
内径×行程89.6mm×91.0mm
ボアストローク比1.02
単気筒容積573.8cc
圧縮比10.0
吸気方式自然吸気
使用燃料ハイオクガソリン
最高出力145PS/5500rpm
最大トルク20.3kgm/2500rpm

まず基本的な成り立ちとして、Y5型エンジンはボア(内径)89.6mm、ストローク(行程)91.0mm、ボアストローク比1.02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、厳密に言えばボアとストロークが全くの同一でなければスクエア型を名乗ることは許されませんが、ここまでボアストローク比が1に近いのであれば「もうスクエア型にしてあげても良いじゃない!」という気もします。

これらのエンジンはショートストローク型、或いはロングストローク型の風味を残しつつ、その実はスクエア型に限りなく近い特性を持ちます。「やっぱこう、どうせなら低回転で粘って高回転でキレ
(省略されました・・全てを読むには ここ を押してください)

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
Y5のエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷70.8PS → 145PS
トルクの変遷20.3kgm → 18.9kgm
リッター馬力63.2PS/L
リッタートルク8.8kgm/L

今回の参考車両であるギャラクシーの直列4気筒2295cc、圧縮比10.0でハイオクガソリン仕様の自然吸気エンジンは、5500回転のとき最高出力145馬力を、5500回転のとき最大トルク20.3kgm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2500回転での馬力は70.8PS、最高出力が発生する5500回転でのトルクは18.9kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は63.2PS/L、トルクは8.8kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積573.8cc)あたりの馬力は36.2PS、トルクは5.1kgmです。

Y5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[ 4 ]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。

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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
89.691.02295cc10.01.02
ボアアップによる排気量拡大
90.191.02321cc10.11.01
90.62347cc10.21.00
91.12373cc10.31.00
91.62399cc10.40.99
92.12425cc10.50.99
92.62451cc10.60.98
ストロークアップによる排気量拡大
89.692.02320cc10.11.03
93.02346cc10.21.04
94.02371cc10.31.05
95.02396cc10.41.06
96.02421cc10.51.07

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89.6mmから0.5mm刻みで92.6mmまで拡大した場合および、ストロークを純正の91.0mmから1mm刻みで96.0mm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。Y5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1.02から0.98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

Y5型エンジンのピストン径89.6mmとサイズが近いピストンを持つエンジンが13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
レクサス
3UZ型
91.0mm
[+1.4mm]
2367cc
[+72cc]
三菱
6G72型
91.1mm
[+1.5mm]
2373cc
[+78cc]
日産
VG33型
91.5mm
[+1.9mm]
2393cc
[+98cc]
スバル
EJ20型
92.0mm
[+2.4mm]
2420cc
[+125cc]
トヨタ
2L型
92.0mm
[+2.4mm]
2420cc
[+125cc]
スズキ
J24B型
92.0mm
[+2.4mm]
2420cc
[+125cc]

ピストン径が近いエンジンとしては、レクサス:UZZ40型ソアラに搭載される3UZ型4292ccの91.0mm、三菱:F36A型ディアマンテに搭載される6G72型2972ccの91.1mm、日産:ALWE50型キャラバンエルグランドに搭載されるVG33型3274ccの91.5mm、スバル:BCM型アスカに搭載されるEJ20型1994ccの92.0mm、トヨタ:LH100G型ハイエースワゴンに搭載される2L型2446ccの92.0mm、スズキ:RF91S型キザシに搭載されるJ24B型2393ccの92.0mm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 2500ccクラスのエンジン
ピストン径が大きい 2500ccクラスのエンジン
ストロークが短い 2500ccクラスのエンジン
ストロークが長い 2500ccクラスのエンジン
ボアストローク比・昇順 [2500ccクラス]
ボアストローク比・降順 [2500ccクラス]


平均ピストンスピード

ストローク最大トルク
2500rpm
最高出力
5500rpm
91.0mm7.6m/s16.7m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm6.1m/s22km/h
4000rpm12.1m/s44km/h
6000rpm18.2m/s66km/h
8000rpm24.3m/s87km/h
10000rpm30.3m/s109km/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91.0mmのエンジンが最高出力を発生する5500回転での平均ピストンスピードは16.7m/sとなり、これは1秒間に16.7メートル(時速にすると60.1km/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2500回転では7.6m/s、最高出力が発生する5500回転より500回転高い6000回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は18.2m/sとなっています。

参考までにストロークが91.0mmのY5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6.05m/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)6590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。


Y5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
EUフォード
WFOGY5
1998/05
ギャラクシー
GLX
[E-WFOGY5]
145PS
20.3kgm
-
12.00kg/PS
自然吸気
FF/4AT
ミニバン
7人乗り

ギャラクシー
[GLX]
1998/05モデル
車両型式E-WFOGY5
最高出力145PS
最大トルク20.3kgm
パワーウェイト12.00kg/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/7人乗り