ここではベンツの126039型・Sクラス セダン [560SEL W126|1990/08モデル] に搭載されているM1178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。
M1178型の自然吸気エンジン諸元
126039型 Sクラス セダン 主要諸元と走行性能まとめ | |
車両型式 | E-126039型 |
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車名&グレード | Sクラス セダン 560SEL W126 |
エンジン型式 | M1178 |
種類 | V型8気筒 |
排気量 | 5546cc |
内径×行程 | 96.5mm×94.8mm |
ボアストローク比 | 0.98 |
単気筒容積 | 693.3cc |
圧縮比 | 10.0 |
吸気方式 | 自然吸気 |
使用燃料 | ハイオクガソリン |
最高出力 | 285PS/5200rpm |
最大トルク | 44.8kgm/3750rpm |
まず基本的な成り立ちとして、M1178型エンジンはボア(内径)96.5mm、ストローク(行程)94.8mm、ボアストローク比0.98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、厳密に言えばボアとストロークが全くの同一でなければスクエア型を名乗ることは許されませんが、ここまでボアストローク比が1に近いのであれば「もうスクエア型にしてあげても良いじゃない!」という気もします。
これらのエンジンはショートストローク型、或いはロングストローク型の風味を残しつつ、その実はスクエア型に限りなく近い特性を持ちます。「やっぱこう、どうせなら低回転で粘って高回転でキレ
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このサイトにてM1178型の自然吸気エンジンを搭載している車種は、1979/09から発売された2代目Sクラス セダン [126039型|1990/08]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 | |
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馬力の変遷 | 234.5PS → 285PS |
トルクの変遷 | 44.8kgm → 39.3kgm |
リッター馬力 | 51.39PS/L |
リッタートルク | 8.1kgm/L |
今回の参考車両であるSクラス セダンのV型8気筒5546cc、圧縮比10.0でハイオクガソリン仕様の自然吸気エンジンは、5200回転のとき最高出力285馬力を、5200回転のとき最大トルク44.8kgm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3750回転での馬力は234.5PS、最高出力が発生する5200回転でのトルクは39.3kgmになります。
排気量1リットルあたりの馬力は51.39PS/L、トルクは8.1kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積693.3cc)あたりの馬力は35.6PS、トルクは5.6kgmです。
M1178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[ 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。
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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 | ||||
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Bore | Stroke | 排気量 | 圧縮比 | B/S比 |
96.5 | 94.8 | 5546cc | 10.0 | 0.98 |
ボアアップによる排気量拡大 | ||||
97.0 | 94.8 | 5604cc | 10.1 | 0.98 |
97.5 | 5662cc | 10.2 | 0.97 | |
98.0 | 5720cc | 10.3 | 0.97 | |
98.5 | 5779cc | 10.4 | 0.96 | |
99.0 | 5838cc | 10.5 | 0.96 | |
99.5 | 5897cc | 10.6 | 0.95 | |
ストロークアップによる排気量拡大 | ||||
96.5 | 95.8 | 5605cc | 10.1 | 0.99 |
96.8 | 5664cc | 10.2 | 1.00 | |
97.8 | 5722cc | 10.3 | 1.01 | |
98.8 | 5781cc | 10.4 | 1.02 | |
99.8 | 5839cc | 10.5 | 1.03 |
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96.5mmから0.5mm刻みで99.5mmまで拡大した場合および、ストロークを純正の94.8mmから1mm刻みで99.8mm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0.98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。M1178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0.98から0.95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
M1178型エンジンのピストン径96.5mmとサイズが近いピストンを持つエンジンが4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 |
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スバル EJ25型 | 99.5mm [+3.0mm] | 5897cc [+351cc] |
トヨタ 5L型 | 99.5mm [+3.0mm] | 5897cc [+351cc] |
日産 TB45型 | 99.5mm [+3.0mm] | 5897cc [+351cc] |
日産 TB48型 | 99.5mm [+3.0mm] | 5897cc [+351cc] |
ピストン径が近いエンジンとしては、スバル:GRF型インプレッサWRXに搭載されるEJ25型2457ccの99.5mm、トヨタ:LH82K型クイックデリバリー100に搭載される5L型2985ccの99.5mm、日産:WGY61型サファリに搭載されるTB45型4478ccの99.5mm、日産:WFGY61型サファリに搭載されるTB48型4758ccの99.5mm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 5000cc超のエンジン
●ピストン径が大きい 5000cc超のエンジン
●ストロークが短い 5000cc超のエンジン
●ストロークが長い 5000cc超のエンジン
●ボアストローク比・昇順 [5000cc超]
●ボアストローク比・降順 [5000cc超]
平均ピストンスピード
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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94.8mmのエンジンが最高出力を発生する5200回転での平均ピストンスピードは16.4m/sとなり、これは1秒間に16.4メートル(時速にすると59.0km/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3750回転では11.8m/s、最高出力が発生する5200回転より500回転高い5700回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は18.0m/sとなっています。
参考までにストロークが94.8mmのM1178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6.33m/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)6330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。
M1178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 | ||||||||||||||
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ベンツ 126039 | 1990/08 Sクラス セダン 560SEL W126 [E-126039] | 285PS 44.8kgm 5.1km/L 6.281kg/PS | 自然吸気 FR/4AT セダン 5人乗り | |||||||||||||||
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ベンツ 126045 | 1990/08 Sクラス クーペ 560SEC W126 [E-126045] | 285PS 44.8kgm 5.4km/L 6.035kg/PS | 自然吸気 FR/4AT クーペ 4人乗り | |||||||||||||||
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