ホンダ:C20A型NAエンジンの諸元と性能まとめ [V型6気筒 1996cc]

ここではホンダのKA5型・レジェンド [V6-Zi|1989/08モデル] に搭載されているC20A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。

C20A型の自然吸気エンジン諸元


KA5型 レジェンド
主要諸元と走行性能まとめ
車両型式E-KA5型
車名&グレードレジェンド
V6-Zi
エンジン型式C20A
種類V型6気筒
排気量1996cc
内径×行程82.0mm×63.0mm
ボアストローク比0.77
単気筒容積332.7cc
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145PS/6300rpm
最大トルク17.5kgm/5000rpm

まず基本的な成り立ちとして、C20A型エンジンはボア(内径)82.0mm、ストローク(行程)63.0mm、ボアストローク比0.77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C20A型の自然吸気エンジンを搭載している車種は、1985/10から発売された初代レジェンド [KA5型|1989/08]となっており、2車種のNA車が登録されています。

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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
C20Aのエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷122.2PS → 145PS
トルクの変遷17.5kgm → 16.5kgm
リッター馬力72.6PS/L
リッタートルク8.8kgm/L

今回の参考車両であるレジェンドのV型6気筒1996cc、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、6300回転のとき最高出力145馬力を、6300回転のとき最大トルク17.5kgm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122.2PS、最高出力が発生する6300回転でのトルクは16.5kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は72.6PS/L、トルクは8.8kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積332.7cc)あたりの馬力は24.2PS、トルクは2.9kgmです。

C20A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[ 6 ]、換算トルクが[ 4 ]の「標準的な出力(中の上)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
82.063.01996cc9.20.77
ボアアップによる排気量拡大
82.563.02021cc9.30.76
83.02045cc9.40.76
83.52070cc9.50.75
84.02095cc9.60.75
84.52120cc9.70.75
85.02145cc9.80.74
ストロークアップによる排気量拡大
82.064.02028cc9.30.78
65.02060cc9.40.79
66.02091cc9.60.80
67.02123cc9.70.82
68.02155cc9.80.83

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82.0mmから0.5mm刻みで85.0mmまで拡大した場合および、ストロークを純正の63.0mmから1mm刻みで68.0mm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0.77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。C20A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0.77から0.74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

C20A型エンジンのピストン径82.0mmとサイズが近いピストンを持つエンジンが35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
マツダ
J5型
82.7mm
[+0.7mm]
2030cc
[+34cc]
マツダ
FS型
83.0mm
[+1.0mm]
2045cc
[+49cc]
レクサス
4GR型
83.0mm
[+1.0mm]
2045cc
[+49cc]
マツダ
BP型
83.0mm
[+1.0mm]
2045cc
[+49cc]
マツダ
FP型
83.0mm
[+1.0mm]
2045cc
[+49cc]
トヨタ
7M型
83.0mm
[+1.0mm]
2045cc
[+49cc]

ピストン径が近いエンジンとしては、マツダ:SG5W型ボンゴ フレンディに搭載されるJ5型2494ccの82.7mm、マツダ:CPEW型プレマシーに搭載されるFS型1991ccの83.0mm、レクサス:GSE20型マークXに搭載される4GR型2499ccの83.0mm、マツダ:NB8C型ロードスターに搭載されるBP型1839ccの83.0mm、マツダ:BJ8W型ファミリア S-ワゴンに搭載されるFP型1839ccの83.0mm、トヨタ:MX83型マークIIに搭載される7M型2954ccの83.0mm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
5000rpm
最高出力
6300rpm
63.0mm10.5m/s13.2m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm4.2m/s15km/h
4000rpm8.4m/s30km/h
6000rpm12.6m/s45km/h
8000rpm16.8m/s60km/h
10000rpm21.0m/s76km/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63.0mmのエンジンが最高出力を発生する6300回転での平均ピストンスピードは13.2m/sとなり、これは1秒間に13.2メートル(時速にすると47.5km/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10.5m/s、最高出力が発生する6300回転より500回転高い6800回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は14.3m/sとなっています。

参考までにストロークが63.0mmのC20A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4.20m/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)9520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。


C20A型NAエンジンを搭載する車種の例

全2車種を最高出力が大きいものから順に表示しています。

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
KA5
1989/08
レジェンド
V6-Zi
[E-KA5]
145PS
17.5kgm
10.0km/L
9.103kg/PS
自然吸気
FF/5MT
セダン
5人乗り

レジェンド
[V6-Zi]
1989/08モデル
車両型式E-KA5
最高出力145PS
最大トルク17.5kgm
10-15モード燃費10.0km/L
パワーウェイト9.103kg/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
ホンダ
KA5
1989/08
レジェンド
V6-Zi
[E-KA5]
145PS
17.5kgm
8.8km/L
9.310kg/PS
自然吸気
FF/4AT
セダン
5人乗り

レジェンド
[V6-Zi]
1989/08モデル
車両型式E-KA5
最高出力145PS
最大トルク17.5kgm
10-15モード燃費8.8km/L
パワーウェイト9.310kg/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

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