三菱 4N14型エンジンの諸元と性能まとめ [直列4気筒2267cc]

ここでは三菱のCV1W型5代目デリカD:5 [Power-Pack] に搭載されている4N14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。

4N14型のターボエンジン諸元


CV1W型 デリカD:5 主要諸元まとめ
車両型式 LDA-CV1W
車名&グレード デリカD:5
[Power-Pack]
エンジン型式 4N14
種類 直列4気筒
排気量 2267cc
内径×行程 86.0mm×97.6mm
単気筒容積 566.9cc
ボアストローク比 1.13
圧縮比 14.9
燃焼室容積 40.8cc
吸気方式 ターボ
使用燃料 ディーゼル
最高出力 148PS/3500rpm
最大トルク 36.7kgm/1500-2750rpm

まず基本的な成り立ちとして、4N14型エンジンはボア(内径)86.0mm、ストローク(行程)97.6mm、ボアストローク比1.13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4N14型エンジンの場合の計算式は566.9cc÷(14.9-1)となり、燃焼室容積は40.8ccになります。

このサイトにて登録されている車種のうち、4N14型のターボエンジンを搭載する最も古い車種は2007/01から発売された5代目デリカD:5 [2013/01]、最も新しい車種は2018/03から発売された初代エクリプス クロス [2019/06]となっており、全部で3車種(NA車0台・ターボ車3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
4N14のエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷76.8PS → 148PS
トルクの変遷36.7kgm → 30.3kgm
リッター馬力65.28PS/L
リッタートルク16.19kgm/L

今回の参考車両であるデリカD:5の直列4気筒2267cc、圧縮比14.9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148馬力を、1500-2750回転のとき最大トルク36.7kgm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1500回転での馬力は76.8PS、最高出力が発生する3500回転でのトルクは30.3kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は65.28PS/L、トルクは16.19kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積566.9cc)あたりの出力は37.0PS、9.2kgmです。

排気量1リットルあたりの馬力が65.28PS/L、トルクが16.19kgm/Lである4N14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[ 7 ]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
86.0mm97.6mm2267cc14.91.13
ボアアップによる排気量アップ
86.5mm97.6mm2294cc15.071.13
87.0mm2321cc15.221.12
87.5mm2347cc15.391.12
88.0mm2374cc15.561.11
88.5mm2401cc15.711.10
89.0mm2429cc15.881.10

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86.0mmから0.5mm刻みで+3.0mmまで拡大(86.0mm→89.0mm)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。4N14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1.13から1.10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
1500rpm
最高出力
3500rpm
97.6mm4.9m/s11.4m/s
回転数/分 秒速 時速
2000rpm 6.5m/s 23.4km/h
4000rpm 13.0m/s 46.8km/h
6000rpm 19.5m/s 70.2km/h
8000rpm 26.0m/s 93.6km/h
10000rpm 32.5m/s 117.0km/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97.6mm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11.4m/sとなり、これは1秒間に11.4メートル(時速にすると41.0km/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1500回転では4.9m/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13.0m/sとなっています。

参考までにストロークが97.6mmの4N14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6.50m/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)6150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。


4N14型のエンジンを搭載する車種の例

全3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
CV1W
デリカD:5
Power-Pack
(2013/01)
148ps
36.7kgm
13.6kmL
TB [4WD/6AT]
ミニバン
7人乗り
三菱
CV1W
デリカD:5
M
(2019/02)
145ps
38.7kgm
12.6kmL
TB [4WD/8AT]
ミニバン
8人乗り
三菱
GK9W
エクリプス クロス
M
(2019/06)
145ps
38.7kgm
14.2kmL
TB [4WD/8AT]
SUV
5人乗り
[投稿日:2012/12/01 更新日:2019/06/01]

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