ボルボ B4204型エンジンの諸元と性能まとめ [直列4気筒1947cc]

ここではボルボの4B4204型の初代V40 [Classic] に搭載されているB4204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。

B4204型のターボエンジン諸元


4B4204型 V40 主要諸元まとめ
車両型式GH-4B4204W
車名&グレードV40
[Classic]
エンジン型式B4204
種類直列4気筒
排気量1947cc
内径×行程83.0mm×90.0mm
単気筒容積486.9cc
ボアストローク比1.08
圧縮比9.0
燃焼室容積60.9cc
吸気方式ターボ
使用燃料レギュラーガソリン
最高出力163PS/5250rpm
最大トルク24.5kgm/1800-4500rpm

まず基本的な成り立ちとして、B4204型エンジンはボア(内径)83.0mm、ストローク(行程)90.0mm、ボアストローク比1.08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B4204型エンジンの場合の計算式は486.9cc÷(9.0-1)となり、燃焼室容積は60.9ccになります。

このサイトにてB4204型のターボエンジンを搭載している車種は、1997/10から発売された初代V40 [2004/04]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
B4204のエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷61.6PS → 163PS
トルクの変遷24.5kgm → 22.2kgm
リッター馬力83.7PS/L
リッタートルク12.58kgm/L

今回の参考車両であるV40の直列4気筒1947cc、圧縮比9.0でレギュラーガソリン仕様のターボエンジンは、5250回転のとき最高出力163馬力を、1800-4500回転のとき最大トルク24.5kgm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1800回転での馬力は61.6PS、最高出力が発生する5250回転でのトルクは22.2kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は83.7PS/L、トルクは12.58kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積486.9cc)あたりの出力は40.8PS、6.1kgmです。

排気量1リットルあたりの馬力が83.7PS/L、トルクが12.58kgm/LであるB4204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[ 5 ]、換算トルクが[ 4 ]の「標準的な出力(中の下)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
83.0mm90.0mm1947cc9.01.08
ボアアップによる排気量アップ
83.5mm90.0mm1971cc9.101.08
84.0mm1995cc9.191.07
84.5mm2019cc9.291.07
85.0mm2043cc9.391.06
85.5mm2067cc9.491.05
86.0mm2091cc9.591.05

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83.0mmから0.5mm刻みで+3.0mmまで拡大(83.0mm→86.0mm)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。B4204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1.08から1.05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
1800rpm
最高出力
5250rpm
90.0mm5.4m/s15.8m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm6.0m/s21.6km/h
4000rpm12.0m/s43.2km/h
6000rpm18.0m/s64.8km/h
8000rpm24.0m/s86.4km/h
10000rpm30.0m/s108.0km/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90.0mmのエンジンが最高出力を発生する5250回転での平均ピストンスピードは15.8m/sとなり、これは1秒間に15.8メートル(時速にすると56.9km/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1800回転では5.4m/s、最高出力が発生する5250回転より500回転高い5750回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は17.2m/sとなっています。

参考までにストロークが90.0mmのB4204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、高回転化の上限を(回るか回らないかは別として)6670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。


B4204型のエンジンを搭載する車種の例

全5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
ボルボ
4B4204
V40
Classic
(2004/04)
163ps
24.5kgm
9.0kmL
TB [FF/5AT]
ワゴン
5人乗り
ボルボ
4B4204
V40
T-4
(2000/09)
200ps
30.6kgm
9.3kmL
TB [FF/5AT]
ワゴン
5人乗り
ボルボ
4B4204
V40
BaseGrade
(2004/04)
136ps
19.4kgm
9.5kmL
NA [FF/5AT]
ワゴン
5人乗り
ボルボ
4B4204
S40
BaseGrade
(2004/04)
136ps
19.4kgm
9.5kmL
NA [FF/5AT]
セダン
5人乗り
ボルボ
4B4204
S40
Classic
(2004/04)
163ps
24.5kgm
9.0kmL
TB [FF/5AT]
セダン
5人乗り
[投稿日:2016/11/08]

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