ルノー F4型エンジンの諸元と性能まとめ [直列4気筒1998cc]

ここではルノーのRF4C型3代目ルーテシア [Renault-Sport] に搭載されているF4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。

F4型の自然吸気エンジン諸元


RF4C型 ルーテシア 主要諸元まとめ
車両型式ABA-RF4C
車名&グレードルーテシア
[Renault-Sport]
エンジン型式F4
種類直列4気筒
排気量1998cc
内径×行程82.7mm×93.0mm
単気筒容積499.5cc
ボアストローク比1.12
吸気方式自然吸気
使用燃料ハイオクガソリン
最高出力202PS/7100rpm
最大トルク21.9kgm/5400rpm

まず基本的な成り立ちとして、F4型エンジンはボア(内径)82.7mm、ストローク(行程)93.0mm、ボアストローク比1.12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、F4型の自然吸気エンジンを搭載する最も古い車種は1998/11から発売された2代目ルーテシア [2004/04]、最も新しい車種は2006/03から発売された3代目ルーテシア [2009/10]となっており、全部で9車種(NA車9台・ターボ車0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
F4のエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷165.1PS → 202PS
トルクの変遷21.9kgm → 20.4kgm
リッター馬力101.1PS/L
リッタートルク10.96kgm/L

今回の参考車両であるルーテシアの直列4気筒1998ccでハイオクガソリン仕様の自然吸気エンジンは、7100回転のとき最高出力202馬力を、5400回転のとき最大トルク21.9kgm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5400回転での馬力は165.1PS、最高出力が発生する7100回転でのトルクは20.4kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は101.1PS/L、トルクは10.96kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積499.5cc)あたりの出力は50.5PS、5.5kgmです。

排気量1リットルあたりの馬力が101.1PS/L、トルクが10.96kgm/LであるF4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[ 10 ]、換算トルクが[ 10 ]の「稀に見る高出力エンジン」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
82.7mm93.0mm1998cc-1.12
ボアアップによる排気量アップ
83.2mm93.0mm2022cc-1.12
83.7mm2047cc-1.11
84.2mm2071cc-1.10
84.7mm2096cc-1.10
85.2mm2121cc-1.09
85.7mm2146cc-1.09

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82.7mmから0.5mm刻みで+3.0mmまで拡大(82.7mm→85.7mm)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。

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。F4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1.12から1.09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
5400rpm
最高出力
7100rpm
93.0mm16.7m/s22.0m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm6.2m/s22.3km/h
4000rpm12.4m/s44.6km/h
6000rpm18.6m/s67.0km/h
8000rpm24.8m/s89.3km/h
10000rpm31.0m/s111.6km/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93.0mmのエンジンが最高出力を発生する7100回転での平均ピストンスピードは22.0m/sとなり、これは1秒間に22.0メートル(時速にすると79.2km/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5400回転では16.7m/s、最高出力が発生する7100回転より500回転高い7600回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は23.6m/sとなっています。

参考までにストロークが93.0mmのF4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6.20m/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、6450回転くらいが良い感じの回転数になるのではないかと思いますが、このエンジンは最高出力を発生している時点で既に20.0m/sを超えており、レブリミットを考慮するともう少し余分に(300~500回転?)回ることから、内部では大変なことになりながらも頑張って回っているエンジンです。


F4型のエンジンを搭載する車種の例

全9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
ルノー
RF4C
ルーテシア
Renault-Sport
(2009/10)
202ps
21.9kgm
-
NA [FF/6MT]
ハッチバック
4人乗り
ルノー
BF4
ルーテシア
Renault-Sport2.0 F1
(2004/04)
169ps
20.4kgm
-
NA [FF/5MT]
ハッチバック
5人乗り
ルノー
JMF4
グランセニック
2.0
(2007/10)
133ps
19.5kgm
-
NA [FF/4AT]
ミニバン
7人乗り
ルノー
MF4
メガーヌ
2.0
(2008/04)
133ps
19.5kgm
10.6kmL
NA [FF/4AT]
ハッチバック
5人乗り
ルノー
MF4M
メガーヌ
2.0
(2004/11)
133ps
19.5kgm
12.0kmL
NA [FF/6MT]
ハッチバック
5人乗り
ルノー
AF4J2
セニック
RX4
(2001/06)
138ps
19.2kgm
-
NA [4WD/5MT]
SUV
5人乗り
ルノー
EMF4
メガーヌ
Cabriolet
(2008/04)
133ps
19.5kgm
-
NA [FF/4AT]
オープンカー
4人乗り
ルノー
KMF4
メガーヌ
Touring-Wagon 2.0
(2008/04)
133ps
19.5kgm
11.2kmL
NA [FF/4AT]
ワゴン
5人乗り
ルノー
AF4J
セニック
RXT
(2000/09)
138ps
19.2kgm
-
NA [FF/4AT]
ミニバン
5人乗り
[投稿日:2016/11/08]

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