VW:DKR型エンジンの諸元と性能まとめ [直列3気筒999cc]

ここではVWのC1DKR型の初代Tクロス [TSI 1st] に搭載されているDKR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。

DKR型のターボエンジン諸元


C1DKR型 Tクロス 主要諸元まとめ
車両型式 3BA-C1DKR
車名&グレード Tクロス
TSI 1st
エンジン型式 DKR
種類 直列3気筒
排気量 999cc
内径×行程 74.5mm×76.4mm
ボアストローク比 1.03
圧縮比 10.5
吸気方式 ターボ
使用燃料 ハイオクガソリン
最高出力 116PS/5000-5500rpm
最大トルク 20.4kgm/2000-3500rpm

まず基本的な成り立ちとして、DKR型エンジンはボア(内径)74.5mm、ストローク(行程)76.4mm、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。

このサイトにて登録されている車種のうち、DKR型のターボエンジンを搭載する最も古い車種は、2012/09から発売された初代up! [2018/06]、最も新しい車種は2019/11から発売された初代Tクロス [2019/11]となっており、全部で2車種(NA車0台・ターボ車2台)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
DKRのエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷57.0PS → 116PS
トルクの変遷20.4kgm → 15.1kgm
リッター馬力116.12PS/L
リッタートルク20.42kgm/L

今回の参考車両であるTクロスの直列3気筒999cc、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、5000-5500回転のとき最高出力116馬力を、5000-5500回転のとき最大トルク20.4kgm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2000回転での馬力は57.0PS、最高出力が発生する5500回転でのトルクは15.1kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は116.12PS/L、トルクは20.42kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積333.0cc)あたりの出力は38.7PS、6.8kgmです。

排気量1リットルあたりの馬力が116.12PS/L、トルクが20.42kgm/LであるDKR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[ 7 ]、換算トルクが[ 10 ]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
74.5mm76.4mm999cc10.51.03
ボアアップによる排気量拡大
75.0mm76.4mm1013cc10.61.02
75.5mm1026cc10.71.01
76.0mm1040cc10.91.01
76.5mm1053cc11.01.00
77.0mm1067cc11.10.99
77.5mm1081cc11.30.99
ストロークアップによる排気量拡大
74.5mm77.4mm1012cc10.61.04
78.4mm1025cc10.71.05
79.4mm1038cc10.91.07
80.4mm1051cc11.01.08
81.4mm1064cc11.11.09

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74.5mmから0.5mm刻みで+3.0mmまで拡大(74.5mm→77.5mm)した場合および、ストロークを純正の76.4mmから1mm刻みで+5.0mmまで延長(76.4mm→81.4mm)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。

※ストロークアップと口で言うのは簡単なのですが、ロングストローク化するにあたってはクランクシャフトおよび対応コンロッドが必要になり、純正流用できない場合はワンオフで作らなければならないなど、とにかくお高く付きますので、手を出すには相当の覚悟を求められるメニューです。

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。DKR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
2000rpm
最高出力
5500rpm
76.4mm 5.1m/s 14.0m/s
回転数/分 秒速 時速
2000rpm 5.1m/s 18.4km/h
4000rpm 10.2m/s 36.7km/h
6000rpm 15.3m/s 55.1km/h
8000rpm 20.4m/s 73.4km/h
10000rpm 25.5m/s 91.8km/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76.4mmのエンジンが最高出力を発生する5500回転での平均ピストンスピードは14.0m/sとなり、これは1秒間に14.0メートル(時速にすると50.4km/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2000回転では5.1m/s、最高出力が発生する5500回転より500回転高い6000回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は15.3m/sとなっています。

参考までにストロークが76.4mmのDKR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5.10m/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)7850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。


DKR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
VW
AADKR
up!
GTI
(2018/06)
116PS
20.4kgm
21.0kmL
TB [FF/6MT]
ハッチバック
4人乗り
VW
C1DKR
Tクロス
TSI 1st
(2019/11)
116PS
20.4kgm
16.9kmL
TB [FF/7AT]
SUV
5人乗り
[投稿日:2018/06/28]

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