アウディ CEJ型エンジンの諸元と性能まとめ [W型12気筒6298cc]

ここではアウディの4HCEJL型3代目A8 [D4 L W12 Quattro] に搭載されているCEJ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。

CEJ型の自然吸気エンジン諸元


4HCEJL型 A8 主要諸元まとめ
車両型式 ABA-4HCEJL
車名&グレード A8
[D4 L W12 Quattro]
エンジン型式 CEJ
種類 W型12気筒
排気量 6298cc
内径×行程 86.0mm×90.3mm
単気筒容積 524.5cc
ボアストローク比 1.05
圧縮比 11.8
燃焼室容積 48.6cc
吸気方式 自然吸気
使用燃料 ハイオクガソリン
最高出力 500PS/6200rpm
最大トルク 63.7kgm/4750rpm

まず基本的な成り立ちとして、CEJ型エンジンはボア(内径)86.0mm、ストローク(行程)90.3mm、ボアストローク比1.05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CEJ型エンジンの場合の計算式は524.5cc÷(11.8-1)となり、燃焼室容積は48.6cc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
CEJのエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷422.4PS → 500PS
トルクの変遷63.7kgm → 57.8kgm
リッター馬力79.39PS/L
リッタートルク10.11kgm/L

今回の参考車両であるA8のW型12気筒6298cc、圧縮比11.8でハイオクガソリン仕様の自然吸気エンジンは、6200回転のとき最高出力500馬力を、4750回転のとき最大トルク63.7kgm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4750回転での馬力は422.4PS、最高出力が発生する6200回転でのトルクは57.8kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は79.39PS/L、トルクは10.11kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積524.5cc)あたりの出力は41.7PS、5.3kgmです。

排気量1リットルあたりの馬力が79.39PS/L、トルクが10.11kgm/LであるCEJ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[ 7 ]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
86.0mm90.3mm6298cc11.81.05
ボアアップによる排気量アップ
86.5mm90.3mm6368cc11.931.04
87.0mm6441cc12.051.04
87.5mm6516cc12.171.03
88.0mm6590cc12.301.03
88.5mm6665cc12.421.02
89.0mm6741cc12.561.01

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。CEJ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1.05から1.01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
4750rpm
最高出力
6200rpm
90.3mm14.3m/s18.7m/s
回転数/分 秒速 時速
2000rpm 6.0m/s 21.6km/h
4000rpm 12.0m/s 43.2km/h
6000rpm 18.1m/s 65.2km/h
8000rpm 24.1m/s 86.8km/h
10000rpm 30.1m/s 108.4km/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90.3mmのエンジンが最高出力を発生する6200回転での平均ピストンスピードは18.7m/sとなり、これは1秒間に18.7メートル(時速にすると67.3km/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4750回転では14.3m/s、最高出力が発生する6200回転より500回転高い6700回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は20.2m/sとなっています。

参考までにストロークが90.3mmのCEJ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6.03m/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)6640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。


CEJ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
4HCEJL
A8
D4 L W12 Quattro
(2011/06)
500ps
63.7kgm
7.0kmL
NA [4WD/8AT]
セダン
4人乗り
[投稿日:2016/11/05]

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