ホンダ:4JX1型エンジンの諸元と性能まとめ [直列4気筒 2999cc]

ここではホンダのUBS73G型・ホライゾン [Handling-by-Lotus 7人乗り|1998/03モデル] に搭載されている4JX1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。

4JX1型のターボエンジン諸元


UBS73G型 ホライゾン
主要諸元と走行性能まとめ
車両型式KH-UBS73GWH型
車名&グレードホライゾン
Handling-by-Lotus 7人乗り
エンジン型式4JX1
種類直列4気筒
排気量2999cc
内径×行程95.4mm×104.9mm
ボアストローク比1.10
単気筒容積749.8cc
圧縮比19.0
吸気方式ターボ
使用燃料ディーゼル
最高出力160PS/3900rpm
最大トルク34.0kgm/2000rpm

まず基本的な成り立ちとして、4JX1型エンジンはボア(内径)95.4mm、ストローク(行程)104.9mm、ボアストローク比1.10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4JX1型のターボエンジンを搭載している車種は、1994/02から発売された初代ホライゾン [UBS73GWH型|1998/03]となっており、NA車は0車種、ターボ/SC車は4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
4JX1のエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷94.9PS → 160PS
トルクの変遷34.0kgm → 29.4kgm
リッター馬力53.4PS/L
リッタートルク11.3kgm/L

今回の参考車両であるホライゾンの直列4気筒2999cc、圧縮比19.0でディーゼル仕様のターボエンジンは、3900回転のとき最高出力160馬力を、3900回転のとき最大トルク34.0kgm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2000回転での馬力は94.9PS、最高出力が発生する3900回転でのトルクは29.4kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は53.4PS/L、トルクは11.3kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積749.8cc)あたりの馬力は40.0PS、トルクは8.5kgmです。

4JX1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[ 2 ]、換算トルクが[ 3 ]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。



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
95.4mm104.9mm2999cc19.01.10
ボアアップによる排気量拡大
95.9mm104.9mm3031cc19.21.09
96.4mm3062cc19.41.09
96.9mm3094cc19.61.08
97.4mm3126cc19.81.08
97.9mm3158cc19.91.07
98.4mm3191cc20.11.07
ストロークアップによる排気量拡大
95.4mm105.9mm3028cc19.21.11
106.9mm3056cc19.31.12
107.9mm3085cc19.51.13
108.9mm3114cc19.71.14
109.9mm3142cc19.81.15

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95.4mmから0.5mm刻みで98.4mmまで拡大した場合および、ストロークを純正の104.9mmから1mm刻みで109.9mm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。4JX1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1.10から1.07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

4JX1型エンジンのピストン径95.4mmとサイズが近いピストンを持つエンジンが7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
TD27ETi型
96.0mm
[+0.6mm]
3037cc
[+38cc]
日産
TD27BETI型
96.0mm
[+0.6mm]
3037cc
[+38cc]
日産
TD42T型
96.0mm
[+0.6mm]
3037cc
[+38cc]
日産
ZD30DDTi型
96.0mm
[+0.6mm]
3037cc
[+38cc]
トヨタ
1KD-FTV型
96.0mm
[+0.6mm]
3037cc
[+38cc]
トヨタ
1KZ-TE型
96.0mm
[+0.6mm]
3037cc
[+38cc]

ピストン径が小さい 3000ccクラスのエンジン
ピストン径が大きい 3000ccクラスのエンジン
ストロークが短い 3000ccクラスのエンジン
ストロークが長い 3000ccクラスのエンジン
ボアストローク比・昇順 [3000ccクラス]
ボアストローク比・降順 [3000cc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
3900rpm
104.9mm7.0m/s13.6m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm7.0m/s25km/h
4000rpm14.0m/s50km/h
6000rpm21.0m/s76km/h
8000rpm28.0m/s101km/h
10000rpm35.0m/s126km/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104.9mmのエンジンが最高出力を発生する3900回転での平均ピストンスピードは13.6m/sとなり、これは1秒間に13.6メートル(時速にすると49.0km/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7.0m/s、最高出力が発生する3900回転より500回転高い4400回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は15.4m/sとなっています。

参考までにストロークが104.9mmの4JX1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7.00m/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)5720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。


4JX1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4JX1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
ホンダ
UBS73G
1998/03
ホライゾン
Handling-by-Lotus 7人乗り
[KH-UBS73GWH]
160PS
34.0kgm
-
13.00kg/PS
ターボ
4WD/5MT
SUV
7人乗り

ホライゾン
[Handling-by-Lotus 7人乗り]
1998/03モデル
車両型式KH-UBS73GWH
最高出力160PS
最大トルク34.0kgm
パワーウェイト13.00kg/PS
吸気方式ターボ
駆動方式&変速機4WD/5MT
車体形状&乗車定員SUV/7人乗り
ホンダ
UBS73G
1998/03
ホライゾン
Handling-by-Lotus 7人乗り
[KH-UBS73GWH]
160PS
34.0kgm
-
13.06kg/PS
ターボ
4WD/4AT
SUV
7人乗り

ホライゾン
[Handling-by-Lotus 7人乗り]
1998/03モデル
車両型式KH-UBS73GWH
最高出力160PS
最大トルク34.0kgm
パワーウェイト13.06kg/PS
吸気方式ターボ
駆動方式&変速機4WD/4AT
車体形状&乗車定員SUV/7人乗り
4JX1型エンジン搭載車種の一覧
パワーウェイトレシオ順|全13車種

その他の4JX1型エンジン型式と代表的な車種

4JX1型
全9車種
いすゞ:ウィザード [LS-Limited]
最高出力145PS/最大トルク30.0kgm|2001/09モデル
4JX1型
全9車種
いすゞ:ウィザード
[LS-Limited]
145PS/30.0kgm|2001/09