光岡:BP-ZE型エンジンの諸元と性能まとめ [直列4気筒 1839cc]

ここでは光岡のMS01型・ZERO1,ゼロワン [Classic type-F|1997/05モデル] に搭載されているBP-ZE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。

BP-ZE型の自然吸気エンジン諸元


MS01型 ZERO1,ゼロワン
主要諸元と走行性能まとめ
車両型式E-MS01型
車名&グレードZERO1,ゼロワン
Classic type-F
エンジン型式BP-ZE
種類直列4気筒
排気量1839cc
内径×行程83.0mm×85.0mm
ボアストローク比1.02
単気筒容積459.9cc
圧縮比9.0
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130PS/6500rpm
最大トルク16.0kgm/4500rpm

まず基本的な成り立ちとして、BP型エンジンはボア(内径)83.0mm、ストローク(行程)85.0mm、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)

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
BPのエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷100.5PS → 130PS
トルクの変遷16.0kgm → 14.3kgm
リッター馬力70.7PS/L
リッタートルク8.7kgm/L

今回の参考車両であるZERO1,ゼロワンの直列4気筒1839cc、圧縮比9.0でレギュラーガソリン仕様の自然吸気エンジンは、6500回転のとき最高出力130馬力を、6500回転のとき最大トルク16.0kgm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4500回転での馬力は100.5PS、最高出力が発生する6500回転でのトルクは14.3kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は70.7PS/L、トルクは8.7kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積459.9cc)あたりの馬力は32.5PS、トルクは4.0kgmです。

BP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[ 5 ]、換算トルクが[ 4 ]の「標準的な出力(中の下)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
83.0mm85.0mm1839cc9.01.02
ボアアップによる排気量拡大
83.5mm85.0mm1862cc9.11.02
84.0mm1884cc9.21.01
84.5mm1907cc9.31.01
85.0mm1929cc9.41.00
85.5mm1952cc9.50.99
86.0mm1975cc9.60.99
ストロークアップによる排気量拡大
83.0mm86.0mm1861cc9.11.04
87.0mm1883cc9.21.05
88.0mm1904cc9.31.06
89.0mm1926cc9.41.07
90.0mm1948cc9.51.08

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83.0mmから0.5mm刻みで86.0mmまで拡大した場合および、ストロークを純正の85.0mmから1mm刻みで90.0mm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。BP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0.99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

BP型エンジンのピストン径83.0mmとサイズが近いピストンを持つエンジンが76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
スズキ
H25A型
84.0mm
[+1.0mm]
1884cc
[+45cc]
マツダ
H25A型
84.0mm
[+1.0mm]
1884cc
[+45cc]
日産
MR18DE型
84.0mm
[+1.0mm]
1884cc
[+45cc]
スズキ
J18A型
84.0mm
[+1.0mm]
1884cc
[+45cc]
ホンダ
B20B型
84.0mm
[+1.0mm]
1884cc
[+45cc]
スバル
FB20型
84.0mm
[+1.0mm]
1884cc
[+45cc]

ピストン径が小さい 2000ccクラスのエンジン
ピストン径が大きい 2000ccクラスのエンジン
ストロークが短い 2000ccクラスのエンジン
ストロークが長い 2000ccクラスのエンジン
ボアストローク比・昇順 [2000ccクラス]
ボアストローク比・降順 [2000ccクラス]


平均ピストンスピード

ストローク最大トルク
4500rpm
最高出力
6500rpm
85.0mm12.8m/s18.4m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm5.7m/s21km/h
4000rpm11.3m/s41km/h
6000rpm17.0m/s61km/h
8000rpm22.7m/s82km/h
10000rpm28.3m/s102km/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85.0mmのエンジンが最高出力を発生する6500回転での平均ピストンスピードは18.4m/sとなり、これは1秒間に18.4メートル(時速にすると66.2km/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4500回転では12.8m/s、最高出力が発生する6500回転より500回転高い7000回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は19.8m/sとなっています。

参考までにストロークが85.0mmのBP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5.65m/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)7060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。


BP-ZE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BP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
光岡
MS01
1997/05
ZERO1,ゼロワン
Classic type-F
[E-MS01]
130PS
16.0kgm
-
5.69kg/PS
自然吸気
FR/4AT
オープンカー
2人乗り

ZERO1,ゼロワン
[Classic type-F]
1997/05モデル
車両型式E-MS01
最高出力130PS
最大トルク16.0kgm
パワーウェイト5.69kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機FR/4AT
車体形状&乗車定員オープンカー/2人乗り
BP型エンジン搭載車種の一覧
パワーウェイトレシオ順|全21車種

その他のBP型エンジン型式と代表的な車種

BP-ZE型
全10車種
マツダ:ロードスター [V-Special]
最高出力130PS/最大トルク16.0kgm|1996/12モデル
BP-ZE型
全10車種
マツダ:ロードスター
[V-Special]
130PS/16.0kgm|1996/12
BP型
全5車種
マツダ:ファミリア [GT-R]
最高出力210PS/最大トルク25.5kgm|1993/06モデル
BP型
全5車種
マツダ:ファミリア
[GT-R]
210PS/25.5kgm|1993/06
BP-VE型
全4車種
マツダ:ロードスター [RS-II]
最高出力160PS/最大トルク17.3kgm|2004/04モデル
BP-VE型
全4車種
マツダ:ロードスター
[RS-II]
160PS/17.3kgm|2004/04
BP-ZET型
全1車種
マツダ:ロードスター [Turbo]
最高出力172PS/最大トルク21.3kgm|2004/04モデル
BP-ZET型
全1車種
マツダ:ロードスター
[Turbo]
172PS/21.3kgm|2004/04