日産:4A30型エンジンの諸元と性能まとめ [直列4気筒 659cc]

ここでは日産のH59A型・キックス [RX|2010/08モデル] に搭載されている4A30型のターボ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。

4A30型のターボエンジン諸元


H59A型 キックス
主要諸元と走行性能まとめ
車両型式ABA-H59A型
車名&グレードキックス
RX
エンジン型式4A30
種類直列4気筒
排気量659cc
内径×行程60.0mm×58.3mm
ボアストローク比0.97
単気筒容積164.8cc
圧縮比8.5
吸気方式ターボ
使用燃料レギュラーガソリン
最高出力64PS/6000rpm
最大トルク9.0kgm/4000rpm

まず基本的な成り立ちとして、4A30型エンジンはボア(内径)60.0mm、ストローク(行程)58.3mm、ボアストローク比0.97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、ロングストローク型に比べて低回転域でのトルク特性に劣り、扱いにくいエンジンとされるものの、高回転域では充填効率の向上や摺動抵抗の増大も(ロングストローク型に比べれば)軽微なことから出力の向上が見込まれます。

また同じ回転数でも平均ピストンスピードが抑えられることから、その分だけエンジンへの負荷は低減される傾向にあります。

このサイトにて4A30型のターボエンジンを搭載している車種は、2008/10から発売された初代キックス [H59A型|2010/08]となっており、NA車は0車種、ターボ/SC車は2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
4A30のエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷50.3PS → 64PS
トルクの変遷9.0kgm → 7.6kgm
リッター馬力97.1PS/L
リッタートルク13.7kgm/L

今回の参考車両であるキックスの直列4気筒659cc、圧縮比8.5でレギュラーガソリン仕様のターボエンジンは、6000回転のとき最高出力64馬力を、6000回転のとき最大トルク9.0kgm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4000回転での馬力は50.3PS、最高出力が発生する6000回転でのトルクは7.6kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は97.1PS/L、トルクは13.7kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積164.8cc)あたりの馬力は16.0PS、トルクは2.2kgmです。

4A30型ターボエンジンを、このサイトで登録している全てのターボ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[ 5 ]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
60.0mm58.3mm659cc8.50.97
ボアアップによる排気量拡大
60.5mm58.3mm670cc8.60.96
61.0mm681cc8.70.96
61.5mm693cc8.90.95
62.0mm704cc9.00.94
62.5mm715cc9.10.93
63.0mm727cc9.30.93
ストロークアップによる排気量拡大
60.0mm59.3mm671cc8.60.99
60.3mm682cc8.71.00
61.3mm693cc8.91.02
62.3mm705cc9.01.04
63.3mm716cc9.11.05

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60.0mmから0.5mm刻みで63.0mmまで拡大した場合および、ストロークを純正の58.3mmから1mm刻みで63.3mm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0.97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。4A30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0.97から0.93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

4A30型エンジンのピストン径60.0mmとサイズが近いピストンを持つエンジンが11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
ダイハツ
JB-DET型
61.0mm
[+1.0mm]
681cc
[+22cc]
ダイハツ
JB-JL型
61.0mm
[+1.0mm]
681cc
[+22cc]
ダイハツ
JC-DET型
61.0mm
[+1.0mm]
681cc
[+22cc]
三菱
3G81型
62.3mm
[+2.3mm]
711cc
[+52cc]
三菱
BR06-SM21型
62.7mm
[+2.7mm]
720cc
[+61cc]
日産
BR06-SM21型
62.7mm
[+2.7mm]
720cc
[+61cc]

ピストン径が小さい 軽自動車のエンジン
ピストン径が大きい 軽自動車のエンジン
ストロークが短い 軽自動車のエンジン
ストロークが長い 軽自動車のエンジン
ボアストローク比・昇順 [軽自動車]
ボアストローク比・降順 [軽自動車]


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
6000rpm
58.3mm7.8m/s11.7m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm3.9m/s14km/h
4000rpm7.8m/s28km/h
6000rpm11.7m/s42km/h
8000rpm15.5m/s56km/h
10000rpm19.4m/s70km/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58.3mm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11.7m/sとなり、これは1秒間に11.7メートル(時速にすると42.1km/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4000回転では7.8m/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12.6m/sとなっています。

参考までにストロークが58.3mmの4A30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3.87m/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)10290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。


4A30型エンジンを搭載する車種の例

全2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4A30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
日産
H59A
2010/08
キックス
RX
[ABA-H59A]
64PS
9.0kgm
13.8km/L
15.31kg/PS
ターボ
4WD/4AT
軽SUV
4人乗り

キックス
[RX]
2010/08モデル
車両型式ABA-H59A
最高出力64PS
最大トルク9.0kgm
JC08モード燃費13.8km/L
10-15モード燃費15.0km/L
パワーウェイト15.31kg/PS
吸気方式ターボ
駆動方式&変速機4WD/4AT
車体形状&乗車定員軽SUV/4人乗り
日産
H59A
2010/08
キックス
RS
[ABA-H59A]
64PS
9.0kgm
14.6km/L
15.16kg/PS
ターボ
4WD/5MT
軽SUV
4人乗り

キックス
[RS]
2010/08モデル
車両型式ABA-H59A
最高出力64PS
最大トルク9.0kgm
JC08モード燃費14.6km/L
10-15モード燃費15.6km/L
パワーウェイト15.16kg/PS
吸気方式ターボ
駆動方式&変速機4WD/5MT
車体形状&乗車定員軽SUV/4人乗り
4A30型エンジン搭載車種の一覧
パワーウェイトレシオ順|全31車種

その他の4A30型エンジン型式と代表的な車種

4A30型
全29車種
三菱:パジェロミニ [Duke-V]
最高出力64PS/最大トルク9.9kgm|1997/12モデル
4A30型
全29車種
三菱:パジェロミニ
[Duke-V]
64PS/9.9kgm|1997/12