フィアット:146C1型エンジンの諸元と性能まとめ [直列4気筒 1372cc]

ここではフィアットのF46US型・ウーノ [Selecta-Automatic|1991/11モデル] に搭載されている146C1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。

146C1型の自然吸気エンジン諸元


F46US型 ウーノ
主要諸元と走行性能まとめ
車両型式E-F46US型
車名&グレードウーノ
Selecta-Automatic
エンジン型式146C1
種類直列4気筒
排気量1372cc
内径×行程80.5mm×67.4mm
ボアストローク比0.84
単気筒容積343.0cc
圧縮比9.2
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70PS/6000rpm
最大トルク11.0kgm/3250rpm

まず基本的な成り立ちとして、146C1型エンジンはボア(内径)80.5mm、ストローク(行程)67.4mm、ボアストローク比0.84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。

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
146C1のエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷49.9PS → 70PS
トルクの変遷11.0kgm → 8.4kgm
リッター馬力51.0PS/L
リッタートルク8.0kgm/L

今回の参考車両であるウーノの直列4気筒1372cc、圧縮比9.2でレギュラーガソリン仕様の自然吸気エンジンは、6000回転のとき最高出力70馬力を、6000回転のとき最大トルク11.0kgm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3250回転での馬力は49.9PS、最高出力が発生する6000回転でのトルクは8.4kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は51.0PS/L、トルクは8.0kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積343.0cc)あたりの馬力は17.5PS、トルクは2.8kgmです。

146C1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[ 2 ]、換算トルクが[ 2 ]の「やや心もとない出力のエンジン」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
80.567.41372cc9.20.84
ボアアップによる排気量拡大
81.067.41389cc9.30.83
81.51406cc9.40.83
82.01424cc9.50.82
82.51441cc9.60.82
83.01459cc9.70.81
83.51476cc9.80.81
ストロークアップによる排気量拡大
80.568.41392cc9.30.85
69.41413cc9.40.86
70.41433cc9.60.87
71.41454cc9.70.89
72.41474cc9.80.90

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80.5mmから0.5mm刻みで83.5mmまで拡大した場合および、ストロークを純正の67.4mmから1mm刻みで72.4mm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0.84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。146C1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0.84から0.81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

146C1型エンジンのピストン径80.5mmとサイズが近いピストンを持つエンジンが20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
4G94型
81.5mm
[+1.0mm]
1406cc
[+34cc]
三菱
4G67型
81.5mm
[+1.0mm]
1406cc
[+34cc]
マツダ
GY型
81.6mm
[+1.1mm]
1410cc
[+38cc]
トヨタ
2ZZ型
82.0mm
[+1.5mm]
1424cc
[+52cc]
ホンダ
G20A型
82.0mm
[+1.5mm]
1424cc
[+52cc]
ホンダ
C20A型
82.0mm
[+1.5mm]
1424cc
[+52cc]

ピストン径が近いエンジンとしては、三菱:EA7A型ギャランに搭載される4G94型1999ccの81.5mm、三菱:E35A型エテルナサヴァに搭載される4G67型1836ccの81.5mm、マツダ:LW5W型MPVに搭載されるGY型2494ccの81.6mm、トヨタ:ZZE123型カローラ ランクスに搭載される2ZZ型1795ccの82.0mm、ホンダ:CC3型ビガーに搭載されるG20A型1996ccの82.0mm、ホンダ:KA5型レジェンドに搭載されるC20A型1996ccの82.0mm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 1500ccクラスのエンジン
ピストン径が大きい 1500ccクラスのエンジン
ストロークが短い 1500ccクラスのエンジン
ストロークが長い 1500ccクラスのエンジン
ボアストローク比・昇順 [1500ccクラス]
ボアストローク比・降順 [1500ccクラス]


平均ピストンスピード

ストローク最大トルク
3250rpm
最高出力
6000rpm
67.4mm7.3m/s13.5m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm4.5m/s16km/h
4000rpm9.0m/s32km/h
6000rpm13.5m/s49km/h
8000rpm18.0m/s65km/h
10000rpm22.5m/s81km/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67.4mmのエンジンが最高出力を発生する6000回転での平均ピストンスピードは13.5m/sとなり、これは1秒間に13.5メートル(時速にすると48.6km/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3250回転では7.3m/s、最高出力が発生する6000回転より500回転高い6500回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は14.6m/sとなっています。

参考までにストロークが67.4mmの146C1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4.50m/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)8900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。


146C1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
フィアット
F46US
1991/11
ウーノ
Selecta-Automatic
[E-F46US]
70PS
11.0kgm
9.1km/L
12.860kg/PS
自然吸気
FF/CVT
ハッチバック
5人乗り

ウーノ
[Selecta-Automatic]
1991/11モデル
車両型式E-F46US
最高出力70PS
最大トルク11.0kgm
10-15モード燃費9.1km/L
パワーウェイト12.860kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機FF/CVT
車体形状&乗車定員ハッチバック/5人乗り

フィアット製エンジンの原動機型式まとめ
【排気量順】