ベンツ:M166型エンジンの諸元と性能まとめ [直列4気筒 1598cc]

ここではベンツの168033型・Aクラス [A160 W168|2004/07モデル] に搭載されているM166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。

M166型の自然吸気エンジン諸元


168033型 Aクラス
主要諸元と走行性能まとめ
車両型式GH-168033型
車名&グレードAクラス
A160 W168
エンジン型式M166
種類直列4気筒
排気量1598cc
内径×行程80.0mm×79.5mm
ボアストローク比0.99
単気筒容積399.6cc
圧縮比11.0
吸気方式自然吸気
使用燃料ハイオクガソリン
最高出力102PS/5250rpm
最大トルク15.3kgm/4000rpm

まず基本的な成り立ちとして、M166型エンジンはボア(内径)80.0mm、ストローク(行程)79.5mm、ボアストローク比0.99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
(省略されました・・全てを読むには ここ を押してください)

このサイトにてM166型の自然吸気エンジンを搭載している車種は、1998/09から発売された初代Aクラス [168033型|2004/07]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
M166のエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷85.4PS → 102PS
トルクの変遷15.3kgm → 13.9kgm
リッター馬力63.83PS/L
リッタートルク9.6kgm/L

今回の参考車両であるAクラスの直列4気筒1598cc、圧縮比11.0でハイオクガソリン仕様の自然吸気エンジンは、5250回転のとき最高出力102馬力を、5250回転のとき最大トルク15.3kgm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4000回転での馬力は85.4PS、最高出力が発生する5250回転でのトルクは13.9kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は63.83PS/L、トルクは9.6kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積399.6cc)あたりの馬力は25.5PS、トルクは3.8kgmです。

M166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[ 6 ]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

ノーマルの排気量と圧縮比
BoreStroke排気量圧縮比B/S比
80.079.51598cc11.00.99
ボアアップによる排気量拡大
80.579.51618cc11.10.99
81.01639cc11.20.98
81.51659cc11.40.98
82.01679cc11.50.97
82.51700cc11.60.96
83.01721cc11.80.96
ストロークアップによる排気量拡大
80.080.51619cc11.11.01
81.51639cc11.21.02
82.51659cc11.41.03
83.51679cc11.51.04
84.51699cc11.61.06

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80.0mmから0.5mm刻みで83.0mmまで拡大した場合および、ストロークを純正の79.5mmから1mm刻みで84.5mm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0.99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。M166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0.99から0.96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

M166型エンジンのピストン径80.0mmとサイズが近いピストンを持つエンジンが37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
4G37型
80.6mm
[+0.6mm]
1622cc
[+24cc]
三菱
G37B型
80.6mm
[+0.6mm]
1622cc
[+24cc]
三菱
G62B型
80.6mm
[+0.6mm]
1622cc
[+24cc]
トヨタ
4A型
81.0mm
[+1.0mm]
1639cc
[+41cc]
三菱
4G93型
81.0mm
[+1.0mm]
1639cc
[+41cc]
三菱
4G92型
81.0mm
[+1.0mm]
1639cc
[+41cc]

ピストン径が近いエンジンとしては、三菱:E37A型エテルナサヴァに搭載される4G37型1755ccの80.6mm、三菱:E12A型エテルナシグマに搭載されるG37B型1755ccの80.6mm、三菱:E13A型エテルナシグマに搭載されるG62B型1795ccの80.6mm、トヨタ:AE111型スプリンター トレノに搭載される4A型1587ccの81.0mm、三菱:CD5W型リベロに搭載される4G93型1834ccの81.0mm、三菱:CA4A型ミラージュに搭載される4G92型1597cc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
4000rpm
最高出力
5250rpm
79.5mm10.6m/s13.9m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm5.3m/s19km/h
4000rpm10.6m/s38km/h
6000rpm15.9m/s57km/h
8000rpm21.2m/s76km/h
10000rpm26.5m/s95km/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79.5mmのエンジンが最高出力を発生する5250回転での平均ピストンスピードは13.9m/sとなり、これは1秒間に13.9メートル(時速にすると50.0km/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4000回転では10.6m/s、最高出力が発生する5250回転より500回転高い5750回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は15.2m/sとなっています。

参考までにストロークが79.5mmのM166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5.30m/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)7550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。


M166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
ベンツ
168033
2004/07
Aクラス
A160 W168
[GH-168033]
102PS
15.3kgm
12.4km/L
10.980kg/PS
自然吸気
FF/5AT
ミニバン
5人乗り
車両型式:GH-168033

Aクラス
[A160 W168]
2004/07モデル
最高出力102PS
最大トルク15.3kgm
10-15モード燃費12.4km/L
吸気方式自然吸気
車体構成5人乗りミニバン
FF/5AT
ベンツ
168133
2004/07
Aクラス
A160 Elegance-Long W168
[GH-168133]
102PS
15.3kgm
12.4km/L
11.373kg/PS
自然吸気
FF/5AT
ミニバン
5人乗り
車両型式:GH-168133

Aクラス
[A160 Elegance-Long W168]
2004/07モデル
最高出力102PS
最大トルク15.3kgm
10-15モード燃費12.4km/L
吸気方式自然吸気
車体構成5人乗りミニバン
FF/5AT

ベンツ製エンジンの原動機型式まとめ
【排気量順】