ボルボ B5204T型エンジンの諸元と性能まとめ [直列5気筒1983cc]

ここではボルボのMB5204型2代目V40 [Cross-Country T5 AWD] に搭載されているB5204T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。

B5204T型のターボエンジン諸元


MB5204型 V40 主要諸元まとめ
車両型式DBA-MB5204T
車名&グレードV40
[Cross-Country T5 AWD]
エンジン型式B5204T
種類直列5気筒
排気量1983cc
内径×行程81.0mm×77.0mm
単気筒容積396.8cc
ボアストローク比0.95
圧縮比10.5
燃焼室容積41.8cc
吸気方式ターボ
使用燃料ハイオクガソリン
最高出力213PS/6000rpm
最大トルク30.6kgm/2700-5000rpm

まず基本的な成り立ちとして、B5204T型エンジンはボア(内径)81.0mm、ストローク(行程)77.0mm、ボアストローク比0.95のショートストローク型エンジン(ストローク量よりもピストン径のほうが大きい)です。

排気量と気筒数が同一の場合、ロングストローク型に比べて低回転域でのトルク特性に劣り、扱いにくいエンジンとされるものの、高回転域では充填効率の向上や摺動抵抗の増大も(ロングストローク型に比べれば)軽微なことから出力の向上が見込まれます。

また同じ回転数でも平均ピストンスピードが抑えられることから、その分だけエンジンへの負荷は低減される傾向にあります。

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B5204T型エンジンの場合の計算式は396.8cc÷(10.5-1)となり、燃焼室容積は41.8ccになります。

このサイトにてB5204T型のターボエンジンを搭載している車種は、2013/02から発売された2代目V40 [2013/02]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
B5204Tのエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷115.3PS → 213PS
トルクの変遷30.6kgm → 25.4kgm
リッター馬力107.4PS/L
リッタートルク15.43kgm/L

今回の参考車両であるV40の直列5気筒1983cc、圧縮比10.5でハイオクガソリン仕様のターボエンジンは、6000回転のとき最高出力213馬力を、2700-5000回転のとき最大トルク30.6kgm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2700回転での馬力は115.3PS、最高出力が発生する6000回転でのトルクは25.4kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は107.4PS/L、トルクは15.43kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積396.8cc)あたりの出力は42.6PS、6.1kgmです。

排気量1リットルあたりの馬力が107.4PS/L、トルクが15.43kgm/LであるB5204T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[ 6 ]、換算トルクが[ 6 ]の「標準的な出力(中の上)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
81.0mm77.0mm1983cc10.50.95
ボアアップによる排気量アップ
81.5mm77.0mm2008cc10.620.94
82.0mm2033cc10.740.94
82.5mm2058cc10.860.93
83.0mm2083cc10.980.93
83.5mm2108cc11.100.92
84.0mm2134cc11.220.92

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0.95からさらに値は小さくなり、ショートストローク型の恩恵と弊害が顕著になっていきます。B5204T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0.95から0.92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
2700rpm
最高出力
6000rpm
77.0mm6.9m/s15.4m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm5.1m/s18.4km/h
4000rpm10.3m/s37.1km/h
6000rpm15.4m/s55.4km/h
8000rpm20.5m/s73.8km/h
10000rpm25.7m/s92.5km/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77.0mmのエンジンが最高出力を発生する6000回転での平均ピストンスピードは15.4m/sとなり、これは1秒間に15.4メートル(時速にすると55.4km/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2700回転では6.9m/s、最高出力が発生する6000回転より500回転高い6500回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は16.7m/sとなっています。

参考までにストロークが77.0mmのB5204T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5.15m/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)7790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。


B5204T型のエンジンを搭載する車種の例

全2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
MB5204
V40
Cross-Country T5 AWD
(2013/02)
213ps
30.6kgm
12.4kmL
TB [4WD/6AT]
SUV
5人乗り
ボルボ
MB5204
V40
T5 R-Design
(2013/02)
213ps
30.6kgm
13.2kmL
TB [FF/6AT]
ハッチバック
5人乗り
[投稿日:2016/11/08]

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