三菱 4M41型エンジンの諸元と性能まとめ [直列4気筒3200cc]

ここでは三菱のV98W型4代目パジェロ [Long-Exceed] に搭載されている4M41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。

4M41型のターボエンジン諸元


V98W型 パジェロ 主要諸元まとめ
車両型式LDA-V98W
車名&グレードパジェロ
[Long-Exceed]
エンジン型式4M41
種類直列4気筒
排気量3200cc
内径×行程98.5mm×105.0mm
単気筒容積800.1cc
ボアストローク比1.07
圧縮比16.0
燃焼室容積53.3cc
吸気方式ターボ
使用燃料ディーゼル
最高出力190PS/3500rpm
最大トルク45.0kgm/2000rpm

まず基本的な成り立ちとして、4M41型エンジンはボア(内径)98.5mm、ストローク(行程)105.0mm、ボアストローク比1.07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。

1気筒あたりのシリンダー容積と圧縮比を使って燃焼室容積を計算してみますと、今回の4M41型エンジンの場合の計算式は800.1cc÷(16.0-1)となり、燃焼室容積は53.3ccになります。

このサイトにて登録されている車種のうち、4M41型のターボエンジンを搭載する最も古い車種は1999/09から発売された3代目パジェロ [2004/04]、最も新しい車種は2006/10から発売された4代目パジェロ [2010/09]となっており、全部で6車種(NA車0台・ターボ車6台)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
4M41のエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷125.6PS → 190PS
トルクの変遷45.0kgm → 38.9kgm
リッター馬力59.4PS/L
リッタートルク14.06kgm/L

今回の参考車両であるパジェロの直列4気筒3200cc、圧縮比16.0でディーゼル仕様のターボエンジンは、3500回転のとき最高出力190馬力を、2000回転のとき最大トルク45.0kgm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2000回転での馬力は125.6PS、最高出力が発生する3500回転でのトルクは38.9kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は59.4PS/L、トルクは14.06kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積800.1cc)あたりの出力は47.5PS、11.2kgmです。

排気量1リットルあたりの馬力が59.4PS/L、トルクが14.06kgm/Lである4M41型のターボエンジンを、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[ 3 ]、換算トルクが[ 5 ]の「控えめな出力のエンジン」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
98.5mm105.0mm3200cc16.01.07
ボアアップによる排気量アップ
99.0mm105.0mm3233cc16.161.06
99.5mm3266cc16.311.06
100.0mm3299cc16.481.05
100.5mm3332cc16.631.04
101.0mm3365cc16.781.04
101.5mm3398cc16.951.03

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98.5mmから0.5mm刻みで+3.0mmまで拡大(98.5mm→101.5mm)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。

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。4M41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1.07から1.03に変化するという具合です。


平均ピストンスピード

ストローク最大トルク
2000rpm
最高出力
3500rpm
105.0mm7.0m/s12.2m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm7.0m/s25.2km/h
4000rpm14.0m/s50.4km/h
6000rpm21.0m/s75.6km/h
8000rpm28.0m/s100.8km/h
10000rpm35.0m/s126.0km/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105.0mmのエンジンが最高出力を発生する3500回転での平均ピストンスピードは12.2m/sとなり、これは1秒間に12.2メートル(時速にすると43.9km/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2000回転では7.0m/s、最高出力が発生する3500回転より500回転高い4000回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は14.0m/sとなっています。

参考までにストロークが105.0mmの4M41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7.00m/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、高回転化の上限を(回るか回らないかは別として)5710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。


4M41型のエンジンを搭載する車種の例

全6件をアクセスが多いものから順に表示しています。
メーカー
車両型式
イメージ車名&グレード
記事リンク
出力
燃費
吸気 [駆動系]
車体形状 定員
三菱
V98W
パジェロ
Long-Exceed
(2010/09)
190ps
45.0kgm
10.4kmL
TB [4WD/5AT]
SUV
7人乗り
三菱
V78W
パジェロ
Long Exceed
(2004/04)
175ps
39.0kgm
10.2kmL
TB [4WD/4AT]
SUV
7人乗り
三菱
V88W
パジェロ
Short VR-II
(2010/09)
190ps
45.0kgm
10.4kmL
TB [4WD/5AT]
SUV
5人乗り
三菱
V68W
パジェロ
Short Super-Exceed
(2004/04)
175ps
39.0kgm
10.2kmL
TB [4WD/5AT]
SUV
5人乗り
三菱
V68W
パジェロ
Short Exceed
(2002/09)
175ps
39.0kgm
10.8kmL
TB [4WD/4AT]
SUV
5人乗り
三菱
V78W
パジェロ
Long Super-Exceed
(2004/04)
175ps
39.0kgm
10.2kmL
TB [4WD/5AT]
SUV
7人乗り
[投稿日:2011/06/07 更新日:2016/10/31]

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