シトロエン LF型エンジンの諸元と性能まとめ [直列4気筒1761cc]

ここではシトロエンのN2LF型の初代ZX [Coupe] に搭載されているLF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。

LF型の自然吸気エンジン諸元


N2LF型 ZX 主要諸元まとめ
車両型式E-N2LF
車名&グレードZX
[Coupe]
エンジン型式LF
種類直列4気筒
排気量1761cc
内径×行程83.0mm×81.4mm
単気筒容積440.4cc
ボアストローク比0.98
圧縮比9.3
燃焼室容積53.1cc
吸気方式自然吸気
使用燃料ハイオクガソリン
最高出力100PS/6000rpm
最大トルク15.6kgm/3000rpm

まず基本的な成り立ちとして、LF型エンジンはボア(内径)83.0mm、ストローク(行程)81.4mm、ボアストローク比0.98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、厳密に言えばボアとストロークが全くの同一でなければスクエア型を名乗ることは許されませんが、ここまでボアストローク比が1に近いのであれば「もうスクエア型にしてあげても良いじゃない!」という気もします。

これらのエンジンはショートストローク型、或いはロングストローク型の風味を残しつつ、その実はスクエア型に限りなく近い特性を持ちます。「やっぱこう、どうせなら低回転で粘って高回転でキレ
(省略されました・・全てを読むには ここ を押してください)

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LF型エンジンの場合の計算式は440.4cc÷(9.3-1)となり、燃焼室容積は53.1ccになります。

このサイトにて登録されている車種のうち、LF型の自然吸気エンジンを搭載する最も古い車種は1992/04から発売された初代ZX [1997/10]、最も新しい車種は1998/03から発売された初代クサラ [1998/11]となっており、全部で6車種(NA車6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
LFのエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷65.3PS → 100PS
トルクの変遷15.6kgm → 11.9kgm
リッター馬力56.8PS/L
リッタートルク8.86kgm/L

今回の参考車両であるZXの直列4気筒1761cc、圧縮比9.3でハイオクガソリン仕様の自然吸気エンジンは、6000回転のとき最高出力100馬力を、3000回転のとき最大トルク15.6kgm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3000回転での馬力は65.3PS、最高出力が発生する6000回転でのトルクは11.9kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は56.8PS/L、トルクは8.86kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積440.4cc)あたりの出力は25.0PS、3.9kgmです。

排気量1リットルあたりの馬力が56.8PS/L、トルクが8.86kgm/LであるLF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[ 3 ]、換算トルクが[ 4 ]の「控えめな出力のエンジン」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
83.0mm81.4mm1761cc9.30.98
ボアアップによる排気量アップ
83.5mm81.4mm1783cc9.400.97
84.0mm1804cc9.490.97
84.5mm1826cc9.590.96
85.0mm1848cc9.700.96
85.5mm1869cc9.790.95
86.0mm1891cc9.910.95

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0.98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。LF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0.98から0.95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
3000rpm
最高出力
6000rpm
81.4mm8.1m/s16.3m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm5.4m/s19.4km/h
4000rpm10.9m/s39.2km/h
6000rpm16.3m/s58.7km/h
8000rpm21.7m/s78.1km/h
10000rpm27.1m/s97.6km/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81.4mm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16.3m/sとなり、これは1秒間に16.3メートル(時速にすると58.7km/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3000回転では8.1m/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17.6m/sとなっています。

参考までにストロークが81.4mmのLF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5.43m/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)7370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。


LF型のエンジンを搭載する車種の例

全6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
シトロエン
N2LF
ZX
Coupe
(1995/10)
100ps
15.6kgm
10.4kmL
NA [FF/5MT]
クーペ
5人乗り
シトロエン
N2LF
ZX
Coupe
(1997/10)
100ps
15.6kgm
10.4kmL
NA [FF/4AT]
クーペ
5人乗り
シトロエン
N2LFW
ZX
Break
(1997/10)
100ps
15.6kgm
10.4kmL
NA [FF/4AT]
ワゴン
5人乗り
シトロエン
N2LF
ZX
Club
(1997/10)
100ps
15.6kgm
10.4kmL
NA [FF/4AT]
ハッチバック
5人乗り
シトロエン
N6LF
クサラ
SX
(1998/03)
100ps
15.6kgm
-
NA [FF/4AT]
ワゴン
5人乗り
シトロエン
N6LFW
クサラ
Break-SX
(1998/11)
100ps
15.6kgm
-
NA [FF/4AT]
ワゴン
5人乗り
[投稿日:2016/11/09]

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