レクサス：2AZ-FXE型エンジンの諸元と性能まとめ [直4+モーター 2362cc]

ここではレクサスのANF10型・HS [HS250h｜2009/07モデル] に搭載されている2AZ-FXE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。

2AZ-FXE型の自然吸気エンジン諸元

ANF10型 HS 主要諸元と走行性能まとめ
車両型式	DAA-ANF10型
車名＆グレード	HS HS250h
エンジン型式	2AZ-FXE
種類	直4+モーター
排気量	2362cc
内径×行程	88.5mm×96.0mm
ボアストローク比	1.08
単気筒容積	590.5cc
圧縮比	12.5
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	150PS/6000rpm
最大トルク	19.1kgm/4400rpm

まず基本的な成り立ちとして、2AZ型エンジンはボア(内径)88.5mm、ストローク(行程)96.0mm、ボアストローク比1.08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
馬力の変遷	117.3PS → 150PS
トルクの変遷	19.1kgm → 17.9kgm
リッター馬力	63.5PS/L
リッタートルク	8.1kgm/L

今回の参考車両であるHSの直4+モーター2362cc、圧縮比12.5でレギュラーガソリン仕様の自然吸気エンジンは、6000回転のとき最高出力150馬力を、6000回転のとき最大トルク19.1kgm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4400回転での馬力は117.3PS、最高出力が発生する6000回転でのトルクは17.9kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は63.5PS/L、トルクは8.1kgm/Lとなり、1気筒（単気筒容積590.5cc）あたりの馬力は37.5PS、トルクは4.8kgmです。

2AZ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[ 4 ]、換算トルクが[ 2 ]の「やや控えめな出力のエンジン」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

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88.5mmから0.5mm刻みで91.5mmまで拡大した場合および、ストロークを純正の96.0mmから1mm刻みで101.0mm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。2AZ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1.08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

2AZ型エンジンのピストン径88.5mmとサイズが近いピストンを持つエンジンが19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。

● 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

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96.0mmのエンジンが最高出力を発生する6000回転での平均ピストンスピードは19.2m/sとなり、これは1秒間に19.2メートル（時速にすると69.1km/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4400回転では14.1m/s、最高出力が発生する6000回転より500回転高い6500回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は20.8m/sとなっています。

参考までにストロークが96.0mmの2AZ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6.40m/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）6250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。

2AZ-FXE型エンジンを搭載する車種の例

全1車種のうち、最高出力が大きいものから順に上位3車種を表示しています。その他の車種については、ページ下部にあるリンクより2AZ型エンジン搭載車種の一覧をご覧ください。

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
レクサス ANF10		2009/07 HS HS250h [DAA-ANF10]	150PS 19.1kgm 19.8km/L 10.93kg/PS	自然吸気 FF/CVT セダン 5人乗り
HS [HS250h] 2009/07モデル 車両型式 DAA-ANF10 最高出力 150PS 最大トルク 19.1kgm JC08モード燃費 19.8km/L 10-15モード燃費 23.0km/L パワーウェイト 10.93kg/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 セダン/5人乗り
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