ローバー:D16A8型エンジンの諸元と性能まとめ [直列4気筒 1590cc]

ここではローバーのXWD16K型・200 [216-Cabriolet|1994/01モデル] に搭載されているD16A8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。

D16A8型の自然吸気エンジン諸元


XWD16K型 200
主要諸元と走行性能まとめ
車両型式E-XWD16K型
車名&グレード200
216-Cabriolet
エンジン型式D16A8
種類直列4気筒
排気量1590cc
内径×行程75.0mm×90.0mm
ボアストローク比1.20
単気筒容積397.6cc
圧縮比9.5
吸気方式自然吸気
使用燃料ハイオクガソリン
最高出力120PS/6800rpm
最大トルク14.2kgm/5700rpm

まず基本的な成り立ちとして、D16A型エンジンはボア(内径)75.0mm、ストローク(行程)90.0mm、ボアストローク比1.20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、ショートストローク型に比べて低回転域でのトルク特性に優れ、扱い易いエンジンとされますが、高回転域では充填効率の悪化や摺動抵抗が増大して出力の低下が懸念されます。

なおかつ回転数も同一の場合、ショートストローク型に比べて平均ピストンスピードが高くなりがちなことから、エンジンへの負荷が大きくなる傾向にあります。

このサイトにて登録されている車種のうち、D16A8型の自然吸気エンジンを搭載する最も古い車種は、1993/01から発売された初代200 [XWD16K型|1994/01]、最も新しい車種は1996/08から発売された初代トゥアラー [XWD16W型|1996/08]となっており、NA車は6車種、ターボ/SC車は0車種の全6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
D16Aのエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷113.0PS → 120PS
トルクの変遷14.2kgm → 12.6kgm
リッター馬力75.5PS/L
リッタートルク8.9kgm/L

今回の参考車両である200の直列4気筒1590cc、圧縮比9.5でハイオクガソリン仕様の自然吸気エンジンは、6800回転のとき最高出力120馬力を、6800回転のとき最大トルク14.2kgm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5700回転での馬力は113.0PS、最高出力が発生する6800回転でのトルクは12.6kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は75.5PS/L、トルクは8.9kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積397.6cc)あたりの馬力は30.0PS、トルクは3.5kgmです。

D16A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[ 4 ]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。

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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
75.090.01590cc9.51.20
ボアアップによる排気量拡大
75.590.01612cc9.61.19
76.01633cc9.71.18
76.51655cc9.81.18
77.01676cc10.01.17
77.51698cc10.11.16
78.01720cc10.21.15
ストロークアップによる排気量拡大
75.091.01608cc9.61.21
92.01626cc9.71.23
93.01643cc9.81.24
94.01661cc9.91.25
95.01679cc10.01.27

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75.0mmから0.5mm刻みで78.0mmまで拡大した場合および、ストロークを純正の90.0mmから1mm刻みで95.0mm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。D16A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1.20から1.15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

D16A型エンジンのピストン径75.0mmとサイズが近いピストンを持つエンジンが28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
HD型
76.0mm
[+1.0mm]
1633cc
[+43cc]
ダイハツ
HE型
76.0mm
[+1.0mm]
1633cc
[+43cc]
トヨタ
HC型
76.0mm
[+1.0mm]
1633cc
[+43cc]
日産
GA16型
76.0mm
[+1.0mm]
1633cc
[+43cc]
日産
VQ20型
76.0mm
[+1.0mm]
1633cc
[+43cc]
ダイハツ
CB型
76.0mm
[+1.0mm]
1633cc
[+43cc]

ピストン径が近いエンジンとしては、ダイハツ:G311G型パイザーに搭載されるHD型1589ccの76.0mm、ダイハツ:G213S型シャレード ソシアルに搭載されるHE型1498ccの76.0mm、トヨタ:J100G型テリオスに搭載されるHC型1295ccの76.0mm、日産:EN15型パルサーに搭載されるGA16型1596ccの76.0mm、日産:A33型セフィーロに搭載されるVQ20型1995ccの76.0mm、ダイハツ:G100S型シャレードに搭載されるCB型993ccの76.0mm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
5700rpm
最高出力
6800rpm
90.0mm17.1m/s20.4m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm6.0m/s22km/h
4000rpm12.0m/s43km/h
6000rpm18.0m/s65km/h
8000rpm24.0m/s86km/h
10000rpm30.0m/s108km/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90.0mmのエンジンが最高出力を発生する6800回転での平均ピストンスピードは20.4m/sとなり、これは1秒間に20.4メートル(時速にすると73.4km/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5700回転では17.1m/s、最高出力が発生する6800回転より500回転高い7300回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は21.9m/sとなっています。

参考までにストロークが90.0mmのD16A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6.00m/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、6670回転くらいが良い感じの回転数になるのではないかと思いますが、このエンジンは最高出力を発生している時点で既に20.0m/sを超えており、レブリミットを考慮するともう少し余分に(300~500回転?)回ることから、内部では大変なことになりながらも頑張って回っているエンジンです。


D16A8型エンジンを搭載する車種の例

全6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D16A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
ローバー
XWD16K
1994/01
200
216-Cabriolet
[E-XWD16K]
120PS
14.2kgm
-
9.92kg/PS
自然吸気
FF/4AT
オープンカー
4人乗り

200
[216-Cabriolet]
1994/01モデル
車両型式E-XWD16K
最高出力120PS
最大トルク14.2kgm
パワーウェイト9.92kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機FF/4AT
車体形状&乗車定員オープンカー/4人乗り
ローバー
XWD16
1994/01
200
216-Coupe
[E-XWD16]
120PS
14.2kgm
-
9.67kg/PS
自然吸気
FF/4AT
クーペ
4人乗り

200
[216-Coupe]
1994/01モデル
車両型式E-XWD16
最高出力120PS
最大トルク14.2kgm
パワーウェイト9.67kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機FF/4AT
車体形状&乗車定員クーペ/4人乗り
ローバー
XWD16
1994/10
400
416SLi
[E-XWD16]
120PS
14.2kgm
-
9.75kg/PS
自然吸気
FF/4AT
セダン
5人乗り

400
[416SLi]
1994/10モデル
車両型式E-XWD16
最高出力120PS
最大トルク14.2kgm
パワーウェイト9.75kg/PS
吸気方式自然吸気
駆動方式&変速機FF/4AT
車体形状&乗車定員セダン/5人乗り
D16A型エンジン搭載車種の一覧
パワーウェイトレシオ順|全28車種

その他のD16A型エンジン型式と代表的な車種

D16A型
全22車種
ホンダ:CR-Xデルソル [VGi]
最高出力130PS/最大トルク14.9kgm
1995/10モデル
ホンダ
D16A型
全22車種
CR-Xデルソル
[VGi]
130PS/14.9kgm

ローバー製エンジンの原動機型式まとめ
【排気量順】