日産:VG30DE型エンジンの諸元と性能まとめ [V型6気筒 2960cc]

ここでは日産のZ32型・フェアレディZ [300ZX version-S 2seater|1998/10モデル] に搭載されているVG30DE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。

VG30DE型の自然吸気エンジン諸元


Z32型 フェアレディZ
主要諸元と走行性能まとめ
車両型式GF-Z32型
車名&グレードフェアレディZ
300ZX version-S 2seater
エンジン型式VG30DE
種類V型6気筒
排気量2960cc
内径×行程87.0mm×83.0mm
ボアストローク比0.95
単気筒容積493.4cc
圧縮比10.5
吸気方式自然吸気
使用燃料ハイオクガソリン
最高出力230PS/6400rpm
最大トルク27.8kgm/4800rpm

まず基本的な成り立ちとして、VG30型エンジンはボア(内径)87.0mm、ストローク(行程)83.0mm、ボアストローク比0.95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。

このサイトにて登録されている車種のうち、VG30DE型の自然吸気エンジンを搭載する最も古い車種は、1986/02から発売された2代目レパード [UF31型|1988/08]、最も新しい車種は1989/07から発売された4代目フェアレディZ [Z32型|1998/10]となっており、NA車は11車種、ターボ/SC車は0車種の全11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
VG30のエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷186.3PS → 230PS
トルクの変遷27.8kgm → 25.7kgm
リッター馬力77.7PS/L
リッタートルク9.4kgm/L

今回の参考車両であるフェアレディZのV型6気筒2960cc、圧縮比10.5でハイオクガソリン仕様の自然吸気エンジンは、6400回転のとき最高出力230馬力を、6400回転のとき最大トルク27.8kgm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4800回転での馬力は186.3PS、最高出力が発生する6400回転でのトルクは25.7kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は77.7PS/L、トルクは9.4kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積493.4cc)あたりの馬力は38.3PS、トルクは4.6kgmです。

VG30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[ 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。

ちなみに、VG30DE型のターボ・SCエンジン搭載車種のうち、最高出力が最も大きかったのはZ32型フェアレディZの230PS/27.8kgm、最も小さかったのはFPAY31型セドリック シーマの200PS/26.5kgmとなっています。

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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
87.083.02960cc10.50.95
ボアアップによる排気量拡大
87.583.02994cc10.60.95
88.03029cc10.70.94
88.53063cc10.80.94
89.03098cc10.90.93
89.53133cc11.10.93
90.03168cc11.20.92
ストロークアップによる排気量拡大
87.084.02996cc10.60.97
85.03032cc10.70.98
86.03067cc10.80.99
87.03103cc11.01.00
88.03139cc11.11.01

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87.0mmから0.5mm刻みで90.0mmまで拡大した場合および、ストロークを純正の83.0mmから1mm刻みで88.0mm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0.95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。VG30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0.95から0.92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

VG30型エンジンのピストン径87.0mmとサイズが近いピストンを持つエンジンが27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
6B31型
87.6mm
[+0.6mm]
3001cc
[+41cc]
スバル
EJ18型
87.9mm
[+0.9mm]
3022cc
[+62cc]
スバル
EJ16型
87.9mm
[+0.9mm]
3022cc
[+62cc]
三菱
4B12型
88.0mm
[+1.0mm]
3029cc
[+69cc]
スズキ
H27A型
88.0mm
[+1.0mm]
3029cc
[+69cc]
レクサス
1LR型
88.0mm
[+1.0mm]
3029cc
[+69cc]

ピストン径が近いエンジンとしては、三菱:CW6W型アウトランダーに搭載される6B31型2997ccの87.6mm、スバル:BD2型レガシィに搭載されるEJ18型1820ccの87.9mm、スバル:GF4型インプレッサ スポーツワゴンに搭載されるEJ16型1597ccの87.9mm、三菱:CW5W型アウトランダーに搭載される4B12型2359ccの88.0mm、スズキ:TD94W型エスクードに搭載されるH27A型2736ccの88.0mm、レクサス:LFA10型LFAに搭載される1LR型4805ccの88.0mm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 3000ccクラスのエンジン
ピストン径が大きい 3000ccクラスのエンジン
ストロークが短い 3000ccクラスのエンジン
ストロークが長い 3000ccクラスのエンジン
ボアストローク比・昇順 [3000ccクラス]
ボアストローク比・降順 [3000cc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
6400rpm
83.0mm13.3m/s17.7m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm5.5m/s20km/h
4000rpm11.1m/s40km/h
6000rpm16.6m/s60km/h
8000rpm22.1m/s80km/h
10000rpm27.7m/s100km/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83.0mmのエンジンが最高出力を発生する6400回転での平均ピストンスピードは17.7m/sとなり、これは1秒間に17.7メートル(時速にすると63.7km/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13.3m/s、最高出力が発生する6400回転より500回転高い6900回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は19.1m/sとなっています。

参考までにストロークが83.0mmのVG30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5.55m/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)7230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。


VG30DE型エンジンを搭載する車種の例

全11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VG30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
Z32
1998/10
フェアレディZ
300ZX version-S 2seater
[GF-Z32]
230PS
27.8kgm
8.7km/L
6.26kg/PS
自然吸気
FR/5MT
クーペ
2人乗り

フェアレディZ
[300ZX version-S 2seater]
1998/10モデル
車両型式GF-Z32
最高出力230PS
最大トルク27.8kgm
10-15モード燃費8.7km/L
パワーウェイト6.26kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機FR/5MT
車体形状&乗車定員クーペ/2人乗り
日産
Z32
1993/10
フェアレディZ
300ZX 2seater
[E-Z32]
230PS
27.8kgm
8.0km/L
6.39kg/PS
自然吸気
FR/4AT
クーペ
2人乗り

フェアレディZ
[300ZX 2seater]
1993/10モデル
車両型式E-Z32
最高出力230PS
最大トルク27.8kgm
10-15モード燃費8.0km/L
パワーウェイト6.39kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機FR/4AT
車体形状&乗車定員クーペ/2人乗り
日産
GZ32
1998/10
フェアレディZ
300ZX 2by2
[GF-GZ32]
230PS
27.8kgm
7.6km/L
6.61kg/PS
自然吸気
FR/4AT
クーペ
4人乗り

フェアレディZ
[300ZX 2by2]
1998/10モデル
車両型式GF-GZ32
最高出力230PS
最大トルク27.8kgm
10-15モード燃費7.6km/L
パワーウェイト6.61kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機FR/4AT
車体形状&乗車定員クーペ/4人乗り
VG30型エンジン搭載車種の一覧
パワーウェイトレシオ順|全27車種

その他のVG30型エンジン型式と代表的な車種

VG30DET型
全6車種
日産:シーマ [Touring]
最高出力255PS/最大トルク35.0kgm
1995/05モデル
日産
VG30DET型
全6車種
シーマ
[Touring]
255PS/35.0kgm
VG30E型
全6車種
日産:マキシマ [3000-SV]
最高出力160PS/最大トルク25.3kgm
1991/01モデル
日産
VG30E型
全6車種
マキシマ
[3000-SV]
160PS/25.3kgm
VG30DETT型
全4車種
日産:フェアレディZ [300ZX version-R TwinTurbo 2by2]
最高出力280PS/最大トルク39.6kgm
1998/10モデル
日産
VG30DETT型
全4車種
フェアレディZ
[300ZX version-R TwinTurbo 2by2]
280PS/39.6kgm

日産製エンジンの原動機型式まとめ
【排気量順】