日本フォード:F8型エンジンの諸元と性能まとめ [直列4気筒 1789cc]

ここでは日本フォードのGD8RF型・テルスターTX5 [GHIA|1989/06モデル] に搭載されているF8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。

F8型の自然吸気エンジン諸元


GD8RF型 テルスターTX5
主要諸元と走行性能まとめ
車両型式E-GD8RF型
車名&グレードテルスターTX5
GHIA
エンジン型式F8
種類直列4気筒
排気量1789cc
内径×行程86.0mm×77.0mm
ボアストローク比0.90
単気筒容積447.3cc
圧縮比8.8
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/6000rpm
最大トルク16.0kgm/5000rpm

まず基本的な成り立ちとして、F8型エンジンはボア(内径)86.0mm、ストローク(行程)77.0mm、ボアストローク比0.90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F8型の自然吸気エンジンを搭載している車種は、1987/05から発売された2代目テルスターTX5 [GD8RF型|1989/06]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
F8のエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷111.7PS → 115PS
トルクの変遷16.0kgm → 13.7kgm
リッター馬力64.3PS/L
リッタートルク8.9kgm/L

今回の参考車両であるテルスターTX5の直列4気筒1789cc、圧縮比8.8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115馬力を、6000回転のとき最大トルク16.0kgm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5000回転での馬力は111.7PS、最高出力が発生する6000回転でのトルクは13.7kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は64.3PS/L、トルクは8.9kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積447.3cc)あたりの馬力は28.8PS、トルクは4.0kgmです。

F8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。



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
86.0mm77.0mm1789cc8.80.90
ボアアップによる排気量拡大
86.5mm77.0mm1810cc8.90.89
87.0mm1831cc9.00.89
87.5mm1852cc9.10.88
88.0mm1873cc9.20.88
88.5mm1895cc9.30.87
89.0mm1916cc9.40.87
ストロークアップによる排気量拡大
86.0mm78.0mm1812cc8.90.91
79.0mm1836cc9.00.92
80.0mm1859cc9.10.93
81.0mm1882cc9.20.94
82.0mm1905cc9.30.95

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86.0mmから0.5mm刻みで89.0mmまで拡大した場合および、ストロークを純正の77.0mmから1mm刻みで82.0mm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0.90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。F8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0.90から0.87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

F8型エンジンのピストン径86.0mmとサイズが近いピストンを持つエンジンが63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
ホンダ
C27A型
87.0mm
[+1.0mm]
1831cc
[+42cc]
日産
VG30DE型
87.0mm
[+1.0mm]
1831cc
[+42cc]
日産
VG30E型
87.0mm
[+1.0mm]
1831cc
[+42cc]
日産
VE30DE型
87.0mm
[+1.0mm]
1831cc
[+42cc]
ホンダ
F20C型
87.0mm
[+1.0mm]
1831cc
[+42cc]
トヨタ
5V-EU型
87.0mm
[+1.0mm]
1831cc
[+42cc]

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
5000rpm
最高出力
6000rpm
77.0mm12.8m/s15.4m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm5.1m/s18km/h
4000rpm10.3m/s37km/h
6000rpm15.4m/s55km/h
8000rpm20.5m/s74km/h
10000rpm25.7m/s93km/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77.0mm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15.4m/sとなり、これは1秒間に15.4メートル(時速にすると55.4km/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5000回転では12.8m/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16.7m/sとなっています。

参考までにストロークが77.0mmのF8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5.15m/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)7790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。


F8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F8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
日本フォード
GD8RF
1989/06
テルスターTX5
GHIA
[E-GD8RF]
115PS
16.0kgm
8.6km/L
11.30kg/PS
自然吸気
4WD/4AT
セダン
5人乗り

テルスターTX5
[GHIA]
1989/06モデル
車両型式E-GD8RF
最高出力115PS
最大トルク16.0kgm
10-15モード燃費8.6km/L
パワーウェイト11.30kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機4WD/4AT
車体形状&乗車定員セダン/5人乗り
日本フォード
GD8PF
1989/06
テルスターTX5
GHIA
[E-GD8PF]
115PS
16.0kgm
9.8km/L
10.35kg/PS
自然吸気
FF/4AT
セダン
5人乗り

テルスターTX5
[GHIA]
1989/06モデル
車両型式E-GD8PF
最高出力115PS
最大トルク16.0kgm
10-15モード燃費9.8km/L
パワーウェイト10.35kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機FF/4AT
車体形状&乗車定員セダン/5人乗り
日本フォード
GD8PF
1989/06
テルスターTX5
GHIA
[E-GD8PF]
115PS
16.0kgm
12.6km/L
9.91kg/PS
自然吸気
FF/5MT
セダン
5人乗り

テルスターTX5
[GHIA]
1989/06モデル
車両型式E-GD8PF
最高出力115PS
最大トルク16.0kgm
10-15モード燃費12.6km/L
パワーウェイト9.91kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機FF/5MT
車体形状&乗車定員セダン/5人乗り
F8型エンジン搭載車種の一覧
パワーウェイトレシオ順|全14車種

その他のF8型エンジン型式と代表的な車種

F8型
全6車種
マツダ:カペラ [Profile]
最高出力115PS/最大トルク16.0kgm|1989/06モデル
F8型
全6車種
マツダ:カペラ
[Profile]
115PS/16.0kgm|1989/06
F8-DE型
全4車種
マツダ:カペラ ワゴン [SV]
最高出力115PS/最大トルク16.0kgm|1996/07モデル
F8-DE型
全4車種
マツダ:カペラ ワゴン
[SV]
115PS/16.0kgm|1996/07