JEEP:G型エンジンの諸元と性能まとめ [V型6気筒 3604cc]

ここではJEEPのJK36L型・ラングラー アンリミテッド [Altitude|2012/08モデル] に搭載されているG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。

G型の自然吸気エンジン諸元


JK36L型 ラングラー アンリミテッド
主要諸元と走行性能まとめ
車両型式ABA-JK36L型
車名&グレードラングラー アンリミテッド
Altitude
エンジン型式G
種類V型6気筒
排気量3604cc
内径×行程96.0mm×83.0mm
ボアストローク比0.86
単気筒容積600.8cc
圧縮比10.2
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284PS/6350rpm
最大トルク35.4kgm/4300rpm

まず基本的な成り立ちとして、G型エンジンはボア(内径)96.0mm、ストローク(行程)83.0mm、ボアストローク比0.86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。

このサイトにて登録されている車種のうち、G型の自然吸気エンジンを搭載する最も古い車種は、2007/03から発売された3代目ラングラー [JK36S型|2012/07]、最も新しい車種は2011/03から発売された4代目グランドチェロキー [WK36A型|2013/01]となっており、NA車は3車種、ターボ/SC車は0車種の全3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
Gのエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷212.5PS → 284PS
トルクの変遷35.4kgm → 32.0kgm
リッター馬力78.8PS/L
リッタートルク9.8kgm/L

今回の参考車両であるラングラー アンリミテッドのV型6気筒3604cc、圧縮比10.2でレギュラーガソリン仕様の自然吸気エンジンは、6350回転のとき最高出力284馬力を、6350回転のとき最大トルク35.4kgm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4300回転での馬力は212.5PS、最高出力が発生する6350回転でのトルクは32.0kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は78.8PS/L、トルクは9.8kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積600.8cc)あたりの馬力は47.3PS、トルクは5.9kgmです。

G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[ 7 ]、換算トルクが[ 7 ]の「なかなかの高出力エンジン」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
96.0mm83.0mm3604cc10.20.86
ボアアップによる排気量拡大
96.5mm83.0mm3642cc10.30.86
97.0mm3680cc10.40.86
97.5mm3718cc10.50.85
98.0mm3756cc10.60.85
98.5mm3795cc10.70.84
99.0mm3833cc10.80.84
ストロークアップによる排気量拡大
96.0mm84.0mm3648cc10.30.88
85.0mm3691cc10.40.89
86.0mm3735cc10.50.90
87.0mm3778cc10.60.91
88.0mm3822cc10.80.92

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96.0mmから0.5mm刻みで99.0mmまで拡大した場合および、ストロークを純正の83.0mmから1mm刻みで88.0mm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0.86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。G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0.86から0.84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

G型エンジンのピストン径96.0mmとサイズが近いピストンを持つエンジンが2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
スバル
EJ22型
96.9mm
[+0.9mm]
3672cc
[+68cc]
スバル
EG33型
96.9mm
[+0.9mm]
3672cc
[+68cc]

ピストン径が小さい 4000ccクラスのエンジン
ピストン径が大きい 4000ccクラスのエンジン
ストロークが短い 4000ccクラスのエンジン
ストロークが長い 4000ccクラスのエンジン
ボアストローク比・昇順 [4000ccクラス]
ボアストローク比・降順 [4000ccクラス]


平均ピストンスピード

ストローク最大トルク
4300rpm
最高出力
6350rpm
83.0mm11.9m/s17.6m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm5.5m/s20km/h
4000rpm11.1m/s40km/h
6000rpm16.6m/s60km/h
8000rpm22.1m/s80km/h
10000rpm27.7m/s100km/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83.0mmのエンジンが最高出力を発生する6350回転での平均ピストンスピードは17.6m/sとなり、これは1秒間に17.6メートル(時速にすると63.4km/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4300回転では11.9m/s、最高出力が発生する6350回転より500回転高い6850回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は19.0m/sとなっています。

参考までにストロークが83.0mmのG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5.55m/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)7230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。


G型エンジンを搭載する車種の例

全3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
JEEP
WK36A
2013/01
グランドチェロキー
Limited
[ABA-WK36A]
286PS
35.4kgm
7.7km/L
7.69kg/PS
自然吸気
4WD/5AT
SUV
5人乗り

グランドチェロキー
[Limited]
2013/01モデル
車両型式ABA-WK36A
最高出力286PS
最大トルク35.4kgm
JC08モード燃費7.7km/L
パワーウェイト7.69kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機4WD/5AT
車体形状&乗車定員SUV/5人乗り
JEEP
JK36L
2012/08
ラングラー アンリミテッド
Altitude
[ABA-JK36L]
284PS
35.4kgm
7.5km/L
7.18kg/PS
自然吸気
4WD/5AT
SUV
5人乗り

ラングラー アンリミテッド
[Altitude]
2012/08モデル
車両型式ABA-JK36L
最高出力284PS
最大トルク35.4kgm
JC08モード燃費7.5km/L
パワーウェイト7.18kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機4WD/5AT
車体形状&乗車定員SUV/5人乗り
JEEP
JK36S
2012/07
ラングラー
Mountain
[ABA-JK36S]
284PS
35.4kgm
7.9km/L
6.58kg/PS
自然吸気
4WD/5AT
SUV
4人乗り

ラングラー
[Mountain]
2012/07モデル
車両型式ABA-JK36S
最高出力284PS
最大トルク35.4kgm
JC08モード燃費7.9km/L
パワーウェイト6.58kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機4WD/5AT
車体形状&乗車定員SUV/4人乗り

その他のG型エンジン型式と代表的な車種

G型
全1車種
クライスラー:300 [300-Limited]
最高出力286PS/最大トルク34.7kgm|2012/12モデル
G型
全1車種
クライスラー:300
[300-Limited]
286PS/34.7kgm|2012/12