ボルボ B18型エンジンの諸元と性能まとめ [直列4気筒1721cc]

ここではボルボの4B18型の初代480 [Turbo] に搭載されているB18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。

B18型のターボエンジン諸元


4B18型 480 主要諸元まとめ
車両型式E-4B18
車名&グレード480
[Turbo]
エンジン型式B18
種類直列4気筒
排気量1721cc
内径×行程81.0mm×83.5mm
単気筒容積430.3cc
ボアストローク比1.03
圧縮比8.1
燃焼室容積60.6cc
吸気方式ターボ
使用燃料レギュラーガソリン
最高出力115PS/5400rpm
最大トルク17.8kgm/4200rpm

まず基本的な成り立ちとして、B18型エンジンはボア(内径)81.0mm、ストローク(行程)83.5mm、ボアストローク比1.03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B18型エンジンの場合の計算式は430.3cc÷(8.1-1)となり、燃焼室容積は60.6cc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
B18のエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷104.4PS → 115PS
トルクの変遷17.8kgm → 15.3kgm
リッター馬力66.8PS/L
リッタートルク10.34kgm/L

今回の参考車両である480の直列4気筒1721cc、圧縮比8.1でレギュラーガソリン仕様のターボエンジンは、5400回転のとき最高出力115馬力を、4200回転のとき最大トルク17.8kgm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4200回転での馬力は104.4PS、最高出力が発生する5400回転でのトルクは15.3kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は66.8PS/L、トルクは10.34kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積430.3cc)あたりの出力は28.8PS、4.5kgmです。

排気量1リットルあたりの馬力が66.8PS/L、トルクが10.34kgm/LであるB18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[ 2 ]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
81.0mm83.5mm1721cc8.11.03
ボアアップによる排気量アップ
81.5mm83.5mm1742cc8.191.02
82.0mm1764cc8.281.02
82.5mm1785cc8.361.01
83.0mm1807cc8.461.01
83.5mm1829cc8.541.00
84.0mm1851cc8.640.99

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81.0mmから0.5mm刻みで+3.0mmまで拡大(81.0mm→84.0mm)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。B18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1.03から0.99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
4200rpm
最高出力
5400rpm
83.5mm11.7m/s15.0m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm5.6m/s20.2km/h
4000rpm11.1m/s40.0km/h
6000rpm16.7m/s60.1km/h
8000rpm22.3m/s80.3km/h
10000rpm27.8m/s100.1km/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83.5mmのエンジンが最高出力を発生する5400回転での平均ピストンスピードは15.0m/sとなり、これは1秒間に15.0メートル(時速にすると54.0km/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4200回転では11.7m/s、最高出力が発生する5400回転より500回転高い5900回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は16.4m/sとなっています。

参考までにストロークが83.5mmのB18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)7190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。


B18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
ボルボ
4B18
480
Turbo
(1989/10)
115ps
17.8kgm
-
TB [FF/5MT]
ハッチバック
4人乗り
[投稿日:2016/11/08]

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