三菱:K12B型エンジンの諸元と性能まとめ [直列4気筒 1242cc]

ここでは三菱のMB15S型・デリカD:2 [S|2011/07モデル] に搭載されているK12B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。

K12B型の自然吸気エンジン諸元


MB15S型 デリカD:2
主要諸元と走行性能まとめ
車両型式DBA-MB15S型
車名&グレードデリカD:2
S
エンジン型式K12B
種類直列4気筒
排気量1242cc
内径×行程73.0mm×74.2mm
ボアストローク比1.02
単気筒容積310.5cc
圧縮比11.0
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91PS/6000rpm
最大トルク12.0kgm/4800rpm

まず基本的な成り立ちとして、K12B型エンジンはボア(内径)73.0mm、ストローク(行程)74.2mm、ボアストローク比1.02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、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K12B型の自然吸気エンジンを搭載している車種は、2011/03から発売された初代デリカD:2 [MB15S型|2011/07]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
K12Bのエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷80.4PS → 91PS
トルクの変遷12.0kgm → 10.9kgm
リッター馬力73.3PS/L
リッタートルク9.7kgm/L

今回の参考車両であるデリカD:2の直列4気筒1242cc、圧縮比11.0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91馬力を、6000回転のとき最大トルク12.0kgm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4800回転での馬力は80.4PS、最高出力が発生する6000回転でのトルクは10.9kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は73.3PS/L、トルクは9.7kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積310.5cc)あたりの馬力は22.8PS、トルクは3.0kgmです。

K12B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[ 6 ]、換算トルクが[ 6 ]の「標準的な出力(中の上)のエンジン」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
73.0mm74.2mm1242cc11.01.02
ボアアップによる排気量拡大
73.5mm74.2mm1259cc11.11.01
74.0mm1276cc11.31.00
74.5mm1294cc11.41.00
75.0mm1311cc11.50.99
75.5mm1329cc11.70.98
76.0mm1346cc11.80.98
ストロークアップによる排気量拡大
73.0mm75.2mm1259cc11.11.03
76.2mm1276cc11.31.04
77.2mm1292cc11.41.06
78.2mm1309cc11.51.07
79.2mm1326cc11.61.08

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73.0mmから0.5mm刻みで76.0mmまで拡大した場合および、ストロークを純正の74.2mmから1mm刻みで79.2mm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。K12B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1.02から0.98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

K12B型エンジンのピストン径73.0mmとサイズが近いピストンを持つエンジンが54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
QG15DE型
73.6mm
[+0.6mm]
1263cc
[+21cc]
マツダ
QG15DE型
73.6mm
[+0.6mm]
1263cc
[+21cc]
日産
GA15DE型
73.6mm
[+0.6mm]
1263cc
[+21cc]
マツダ
GA15型
73.6mm
[+0.6mm]
1263cc
[+21cc]
日産
GA15DS型
73.6mm
[+0.6mm]
1263cc
[+21cc]
ホンダ
D13C型
73.7mm
[+0.7mm]
1266cc
[+24cc]

ピストン径が小さい 1500ccクラスのエンジン
ピストン径が大きい 1500ccクラスのエンジン
ストロークが短い 1500ccクラスのエンジン
ストロークが長い 1500ccクラスのエンジン
ボアストローク比・昇順 [1500ccクラス]
ボアストローク比・降順 [1500ccクラス]


平均ピストンスピード

ストローク最大トルク
4800rpm
最高出力
6000rpm
74.2mm11.9m/s14.8m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm4.9m/s18km/h
4000rpm9.9m/s36km/h
6000rpm14.8m/s53km/h
8000rpm19.8m/s71km/h
10000rpm24.7m/s89km/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74.2mm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14.8m/sとなり、これは1秒間に14.8メートル(時速にすると53.3km/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4800回転では11.9m/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16.1m/sとなっています。

参考までにストロークが74.2mmのK12B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4.95m/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)8090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。


K12B型エンジンを搭載する車種の例

全3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K12B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
三菱
MB15S
2011/07
デリカD:2
S
[DBA-MB15S]
91PS
12.0kgm
20.0km/L
11.43kg/PS
自然吸気
FF/CVT
ミニバン
5人乗り

デリカD:2
[S]
2011/07モデル
車両型式DBA-MB15S
最高出力91PS
最大トルク12.0kgm
JC08モード燃費20.0km/L
10-15モード燃費21.0km/L
パワーウェイト11.43kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機FF/CVT
車体形状&乗車定員ミニバン/5人乗り
三菱
MB15S
2011/07
デリカD:2
X
[DBA-MB15S]
91PS
12.0kgm
18.8km/L
11.87kg/PS
自然吸気
4WD/CVT
ミニバン
5人乗り

デリカD:2
[X]
2011/07モデル
車両型式DBA-MB15S
最高出力91PS
最大トルク12.0kgm
JC08モード燃費18.8km/L
10-15モード燃費20.0km/L
パワーウェイト11.87kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機4WD/CVT
車体形状&乗車定員ミニバン/5人乗り
K12B型エンジン搭載車種の一覧
パワーウェイトレシオ順|全19車種

その他のK12B型エンジン型式と代表的な車種

K12B型
全16車種
スズキ:スイフト [1.2XG]
最高出力90PS/最大トルク12.0kgm|2009/05モデル
K12B型
全16車種
スズキ:スイフト
[1.2XG]
90PS/12.0kgm|2009/05