いすゞ:4EE1型エンジンの諸元と性能まとめ [直列4気筒 1686cc]

ここではいすゞのJT641F型・ジェミニ [C/C-X|1990/03モデル] に搭載されている4EE1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。

4EE1型のターボエンジン諸元


JT641F型 ジェミニ
主要諸元と走行性能まとめ
車両型式Q-JT641F型
車名&グレードジェミニ
C/C-X
エンジン型式4EE1
種類直列4気筒
排気量1686cc
内径×行程79.0mm×86.0mm
ボアストローク比1.09
単気筒容積421.5cc
圧縮比22.0
吸気方式ターボ
使用燃料ディーゼル
最高出力88PS/4500rpm
最大トルク17.0kgm/2500rpm

まず基本的な成り立ちとして、4EE1型エンジンはボア(内径)79.0mm、ストローク(行程)86.0mm、ボアストローク比1.09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4EE1型のターボエンジンを搭載している車種は、1990/03から発売された3代目ジェミニ [JT641F型|1990/03]となっており、NA車は0車種、ターボ/SC車は2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
4EE1のエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷59.3PS → 88PS
トルクの変遷17.0kgm → 14.0kgm
リッター馬力52.2PS/L
リッタートルク10.1kgm/L

今回の参考車両であるジェミニの直列4気筒1686cc、圧縮比22.0でディーゼル仕様のターボエンジンは、4500回転のとき最高出力88馬力を、4500回転のとき最大トルク17.0kgm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2500回転での馬力は59.3PS、最高出力が発生する4500回転でのトルクは14.0kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は52.2PS/L、トルクは10.1kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積421.5cc)あたりの馬力は22.0PS、トルクは4.2kgmです。

4EE1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[ 2 ]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。

エンジンオイルの通販革命!高品質×低価格
TAKUMIモーターオイル HIGH QUALITY
【5W-30】


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
79.086.01686cc22.01.09
ボアアップによる排気量拡大
79.586.01708cc22.21.08
80.01729cc22.51.07
80.51751cc22.81.07
81.01773cc23.01.06
81.51795cc23.31.06
82.01817cc23.61.05
ストロークアップによる排気量拡大
79.087.01706cc22.21.10
88.01725cc22.41.11
89.01745cc22.71.13
90.01765cc22.91.14
91.01784cc23.21.15

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79.0mmから0.5mm刻みで82.0mmまで拡大した場合および、ストロークを純正の86.0mmから1mm刻みで91.0mm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。4EE1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1.09から1.05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

4EE1型エンジンのピストン径79.0mmとサイズが近いピストンを持つエンジンが11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
MR16型
79.7mm
[+0.7mm]
1716cc
[+30cc]
いすゞ
4XE1型
80.0mm
[+1.0mm]
1729cc
[+43cc]
マツダ
KJ型
80.3mm
[+1.3mm]
1742cc
[+56cc]
トヨタ
2ZR型
80.5mm
[+1.5mm]
1751cc
[+65cc]
三菱
4D65型
80.6mm
[+1.6mm]
1755cc
[+69cc]
トヨタ
4A型
81.0mm
[+2.0mm]
1773cc
[+87cc]

ピストン径が近いエンジンとしては、日産:NF15型ジュークに搭載されるMR16型1618ccの79.7mm、いすゞ:JT191F型ジェミニに搭載される4XE1型1588ccの80.0mm、マツダ:TA3A型ミレーニアに搭載されるKJ型2254ccの80.3mm、トヨタ:ZSP110型イストに搭載される2ZR型1797ccの80.5mm、三菱:E34A型エテルナサヴァに搭載される4D65型1795ccの80.6mm、トヨタ:AE101型スプリンター トレノに搭載される4A型1587ccの81.0mm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 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
2500rpm
最高出力
4500rpm
86.0mm7.2m/s12.9m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm5.7m/s21km/h
4000rpm11.5m/s41km/h
6000rpm17.2m/s62km/h
8000rpm22.9m/s82km/h
10000rpm28.7m/s103km/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86.0mmのエンジンが最高出力を発生する4500回転での平均ピストンスピードは12.9m/sとなり、これは1秒間に12.9メートル(時速にすると46.4km/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2500回転では7.2m/s、最高出力が発生する4500回転より500回転高い5000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86.0mmの4EE1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5.75m/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)6980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。


4EE1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
いすゞ
JT641F
1990/03
ジェミニ
C/C-X
[Q-JT641F]
88PS
17.0kgm
-
12.27kg/PS
ターボ
FF/4AT
セダン
5人乗り

ジェミニ
[C/C-X]
1990/03モデル
車両型式Q-JT641F
最高出力88PS
最大トルク17.0kgm
パワーウェイト12.27kg/PS
吸気方式ターボ
駆動方式&変速機FF/4AT
車体形状&乗車定員セダン/5人乗り
いすゞ
JT641F
1990/03
ジェミニ
C/C-L
[Q-JT641F]
88PS
17.0kgm
-
11.82kg/PS
ターボ
FF/5MT
セダン
5人乗り

ジェミニ
[C/C-L]
1990/03モデル
車両型式Q-JT641F
最高出力88PS
最大トルク17.0kgm
パワーウェイト11.82kg/PS
吸気方式ターボ
駆動方式&変速機FF/5MT
車体形状&乗車定員セダン/5人乗り

いすゞ製エンジンの原動機型式まとめ
【排気量順】