アウディ ANK型エンジンの諸元と性能まとめ [V型8気筒4172cc]

ここではアウディの4BANKF型2代目S6 [Quattro C5] に搭載されているANK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。

ANK型の自然吸気エンジン諸元


4BANKF型 S6 主要諸元まとめ
車両型式GH-4BANKF
車名&グレードS6
[Quattro C5]
エンジン型式ANK
種類V型8気筒
排気量4172cc
内径×行程84.5mm×93.0mm
単気筒容積521.5cc
ボアストローク比1.10
圧縮比11.0
燃焼室容積52.1cc
吸気方式自然吸気
使用燃料ハイオクガソリン
最高出力340PS/7000rpm
最大トルク42.8kgm/3400rpm

まず基本的な成り立ちとして、ANK型エンジンはボア(内径)84.5mm、ストローク(行程)93.0mm、ボアストローク比1.10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ANK型エンジンの場合の計算式は521.5cc÷(11.0-1)となり、燃焼室容積は52.1ccになります。

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
ANKのエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷203.1PS → 340PS
トルクの変遷42.8kgm → 34.8kgm
リッター馬力81.5PS/L
リッタートルク10.26kgm/L

今回の参考車両であるS6のV型8気筒4172cc、圧縮比11.0でハイオクガソリン仕様の自然吸気エンジンは、7000回転のとき最高出力340馬力を、3400回転のとき最大トルク42.8kgm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3400回転での馬力は203.1PS、最高出力が発生する7000回転でのトルクは34.8kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は81.5PS/L、トルクは10.26kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積521.5cc)あたりの出力は42.5PS、5.3kgmです。

排気量1リットルあたりの馬力が81.5PS/L、トルクが10.26kgm/LであるANK型の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[ 7 ]、換算トルクが[ 8 ]の「なかなかの高出力エンジン」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
84.5mm93.0mm4172cc11.01.10
ボアアップによる排気量アップ
85.0mm93.0mm4222cc11.131.09
85.5mm4272cc11.251.09
86.0mm4322cc11.361.08
86.5mm4372cc11.501.08
87.0mm4423cc11.611.07
87.5mm4474cc11.731.06

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84.5mmから0.5mm刻みで+3.0mmまで拡大(84.5mm→87.5mm)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。ANK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1.10から1.06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
3400rpm
最高出力
7000rpm
93.0mm10.5m/s21.7m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm6.2m/s22.3km/h
4000rpm12.4m/s44.6km/h
6000rpm18.6m/s67.0km/h
8000rpm24.8m/s89.3km/h
10000rpm31.0m/s111.6km/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93.0mmのエンジンが最高出力を発生する7000回転での平均ピストンスピードは21.7m/sとなり、これは1秒間に21.7メートル(時速にすると78.1km/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3400回転では10.5m/s、最高出力が発生する7000回転より500回転高い7500回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は23.2m/sとなっています。

参考までにストロークが93.0mmのANK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6.20m/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、6450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。


ANK型のエンジンを搭載する車種の例

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
アウディ
4BANKF
S6
Quattro C5
(2004/04)
340ps
42.8kgm
6.0kmL
NA [4WD/5AT]
セダン
5人乗り
[投稿日:2016/11/05]

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