ホンダ:ECA型エンジンの諸元と性能まとめ [直3+モーター 995cc]

ここではホンダのZE1型・インサイト [BaseGrade|2004/10モデル] に搭載されているECA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。

ECA型の自然吸気エンジン諸元


ZE1型 インサイト
主要諸元と走行性能まとめ
車両型式AAA-ZE1型
車名&グレードインサイト
BaseGrade
エンジン型式ECA
種類直3+モーター
排気量995cc
内径×行程72.0mm×81.5mm
ボアストローク比1.13
単気筒容積331.8cc
圧縮比10.8
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70PS/5700rpm
最大トルク9.4kgm/4800rpm

まず基本的な成り立ちとして、ECA型エンジンはボア(内径)72.0mm、ストローク(行程)81.5mm、ボアストローク比1.13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ECA型の自然吸気エンジンを搭載している車種は、1999/11から発売された初代インサイト [ZE1型|2004/10]となっており、NA車は2車種、ターボ/SC車は0車種の全2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
ECAのエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷63.0PS → 70PS
トルクの変遷9.4kgm → 8.8kgm
リッター馬力70.4PS/L
リッタートルク9.4kgm/L

今回の参考車両であるインサイトの直3+モーター995cc、圧縮比10.8でレギュラーガソリン仕様の自然吸気エンジンは、5700回転のとき最高出力70馬力を、5700回転のとき最大トルク9.4kgm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4800回転での馬力は63.0PS、最高出力が発生する5700回転でのトルクは8.8kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は70.4PS/L、トルクは9.4kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積331.8cc)あたりの馬力は23.3PS、トルクは3.1kgmです。

ECA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[ 5 ]、換算トルクが[ 6 ]の「標準的な出力(中の下)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
72.081.5995cc10.81.13
ボアアップによる排気量拡大
72.581.51009cc10.91.12
73.01023cc11.11.12
73.51037cc11.21.11
74.01052cc11.41.10
74.51066cc11.51.09
75.01080cc11.61.09
ストロークアップによる排気量拡大
72.082.51008cc10.91.15
83.51020cc11.01.16
84.51032cc11.11.17
85.51044cc11.31.19
86.51057cc11.41.20

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72.0mmから0.5mm刻みで75.0mmまで拡大した場合および、ストロークを純正の81.5mmから1mm刻みで86.5mm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。ECA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1.13から1.09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

ECA型エンジンのピストン径72.0mmとサイズが近いピストンを持つエンジンが42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
L15B型
73.0mm
[+1.0mm]
1023cc
[+28cc]
ホンダ
L15A型
73.0mm
[+1.0mm]
1023cc
[+28cc]
三菱
K12C型
73.0mm
[+1.0mm]
1023cc
[+28cc]
ホンダ
LEB型
73.0mm
[+1.0mm]
1023cc
[+28cc]
三菱
K12B型
73.0mm
[+1.0mm]
1023cc
[+28cc]
ホンダ
LEA型
73.0mm
[+1.0mm]
1023cc
[+28cc]

ピストン径が近いエンジンとしては、ホンダ:RW1型CR-Vに搭載されるL15B型1496ccの73.0mm、ホンダ:GE8型フィットに搭載されるL15A型1496ccの73.0mm、三菱:MB36S型デリカD:2に搭載されるK12C型1242ccの73.0mm、ホンダ:RU3型ヴェゼルに搭載されるLEB型1496ccの73.0mm、三菱:ZC72S型デリカD:2に搭載されるK12B型1242ccの73.0mm、ホンダ:ZF2型CR-Zに搭載されるLEA型1496ccの73.0mm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 1000ccクラスのエンジン
ピストン径が大きい 1000ccクラスのエンジン
ストロークが短い 1000ccクラスのエンジン
ストロークが長い 1000ccクラスのエンジン
ボアストローク比・昇順 [1000ccクラス]
ボアストローク比・降順 [1000ccクラス]


平均ピストンスピード

ストローク最大トルク
4800rpm
最高出力
5700rpm
81.5mm13.0m/s15.5m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm5.4m/s19km/h
4000rpm10.9m/s39km/h
6000rpm16.3m/s59km/h
8000rpm21.7m/s78km/h
10000rpm27.2m/s98km/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81.5mmのエンジンが最高出力を発生する5700回転での平均ピストンスピードは15.5m/sとなり、これは1秒間に15.5メートル(時速にすると55.8km/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4800回転では13.0m/s、最高出力が発生する5700回転より500回転高い6200回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は16.8m/sとなっています。

参考までにストロークが81.5mmのECA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5.45m/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)7360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。


ECA型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
ZE1
2004/10
インサイト
BaseGrade
[AAA-ZE1]
70PS
9.4kgm
36.0km/L
11.71kg/PS
自然吸気
FF/5MT
クーペ
2人乗り

インサイト
[BaseGrade]
2004/10モデル
車両型式AAA-ZE1
最高出力70PS
最大トルク9.4kgm
10-15モード燃費36.0km/L
パワーウェイト11.71kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機FF/5MT
車体形状&乗車定員クーペ/2人乗り
ホンダ
ZE1
2004/10
インサイト
BaseGrade
[AAA-ZE1]
70PS
9.4kgm
32.0km/L
12.14kg/PS
自然吸気
FF/CVT
クーペ
2人乗り

インサイト
[BaseGrade]
2004/10モデル
車両型式AAA-ZE1
最高出力70PS
最大トルク9.4kgm
10-15モード燃費32.0km/L
パワーウェイト12.14kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機FF/CVT
車体形状&乗車定員クーペ/2人乗り

ホンダ製エンジンの原動機型式まとめ
【排気量順】