ホンダ:F22C型エンジンの諸元と性能まとめ [直列4気筒 2156cc]

ここではホンダのAP2型・S2000 [type-S|2007/10モデル] に搭載されているF22C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。

F22C型の自然吸気エンジン諸元


AP2型 S2000
主要諸元と走行性能まとめ
車両型式ABA-AP2型
車名&グレードS2000
type-S
エンジン型式F22C
種類直列4気筒
排気量2156cc
内径×行程87.0mm×90.7mm
ボアストローク比1.04
単気筒容積539.2cc
圧縮比11.1
吸気方式自然吸気
使用燃料ハイオクガソリン
最高出力242PS/7800rpm
最大トルク22.5kgm/6500-7500rpm

まず基本的な成り立ちとして、F22C型エンジンはボア(内径)87.0mm、ストローク(行程)90.7mm、ボアストローク比1.04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。

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
F22Cのエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷204.2PS → 242PS
トルクの変遷22.5kgm → 22.2kgm
リッター馬力112.24PS/L
リッタートルク10.4kgm/L

今回の参考車両であるS2000の直列4気筒2156cc、圧縮比11.1でハイオクガソリン仕様の自然吸気エンジンは、7800回転のとき最高出力242馬力を、7800回転のとき最大トルク22.5kgm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6500回転での馬力は204.2PS、最高出力が発生する7800回転でのトルクは22.2kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は112.24PS/L、トルクは10.4kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積539.2cc)あたりの馬力は60.5PS、トルクは5.6kgmです。

F22C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[ 10 ]、換算トルクが[ 8 ]の「稀に見る高出力エンジン」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
87.090.72156cc11.11.04
ボアアップによる排気量拡大
87.590.72182cc11.21.04
88.02207cc11.31.03
88.52232cc11.41.02
89.02257cc11.61.02
89.52282cc11.71.01
90.02308cc11.81.01
ストロークアップによる排気量拡大
87.091.72180cc11.21.05
92.72204cc11.31.07
93.72228cc11.41.08
94.72252cc11.51.09
95.72276cc11.71.10

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87.0mmから0.5mm刻みで90.0mmまで拡大した場合および、ストロークを純正の90.7mmから1mm刻みで95.7mm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。F22C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1.04から1.01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

F22C型エンジンのピストン径87.0mmとサイズが近いピストンを持つエンジンが27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
6B31型
87.6mm
[+0.6mm]
2187cc
[+31cc]
スバル
EJ18型
87.9mm
[+0.9mm]
2202cc
[+46cc]
スバル
EJ16型
87.9mm
[+0.9mm]
2202cc
[+46cc]
三菱
4B12型
88.0mm
[+1.0mm]
2207cc
[+51cc]
スズキ
H27A型
88.0mm
[+1.0mm]
2207cc
[+51cc]
レクサス
1LR型
88.0mm
[+1.0mm]
2207cc
[+51cc]

ピストン径が近いエンジンとしては、三菱:CW6W型アウトランダーに搭載される6B31型2997ccの87.6mm、スバル:BD2型レガシィ セダンに搭載されるEJ18型1820ccの87.9mm、スバル:GF4型インプレッサ スポーツワゴンに搭載されるEJ16型1597ccの87.9mm、三菱:CW5W型アウトランダーに搭載される4B12型2359ccの88.0mm、スズキ:TD94W型エスクードに搭載されるH27A型2736ccの88.0mm、レクサス:LFA10型LFAに搭載される1LR型4805ccの88.0mm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 2500ccクラスのエンジン
ピストン径が大きい 2500ccクラスのエンジン
ストロークが短い 2500ccクラスのエンジン
ストロークが長い 2500ccクラスのエンジン
ボアストローク比・昇順 [2500ccクラス]
ボアストローク比・降順 [2500ccクラス]


平均ピストンスピード

ストローク最大トルク
6500rpm
最高出力
7800rpm
90.7mm19.7m/s23.6m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm6.0m/s22km/h
4000rpm12.1m/s44km/h
6000rpm18.1m/s65km/h
8000rpm24.2m/s87km/h
10000rpm30.2m/s109km/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90.7mmのエンジンが最高出力を発生する7800回転での平均ピストンスピードは23.6m/sとなり、これは1秒間に23.6メートル(時速にすると85.0km/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6500回転では19.7m/s、最高出力が発生する7800回転より500回転高い8300回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は25.1m/sとなっています。

参考までにストロークが90.7mmのF22C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6.05m/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、6620回転くらいが良い感じの回転数になるのではないかと思いますが、このエンジンは最高出力を発生している時点で既に20.0m/sを超えており、レブリミットを考慮するともう少し余分に(300~500回転?)回ることから、内部では大変なことになりながらも頑張って回っているエンジンです。


F22C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
ホンダ
AP2
2007/10
S2000
type-S
[ABA-AP2]
242PS
22.5kgm
11.0km/L
5.207kg/PS
自然吸気
FR/6MT
オープンカー
2人乗り
車両型式:ABA-AP2

S2000
[type-S]
2007/10モデル
最高出力242PS
最大トルク22.5kgm
10-15モード燃費11.0km/L
吸気方式自然吸気
車体構成2人乗りオープンカー
FR/6MT

ホンダ製エンジンの原動機型式まとめ
【排気量順】