シトロエン RFK型エンジンの諸元と性能まとめ [直列4気筒1997cc]

ここではシトロエンのB5RFK型の初代C4 [2.0VTS] に搭載されているRFK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。

RFK型の自然吸気エンジン諸元


B5RFK型 C4 主要諸元まとめ
車両型式ABA-B5RFK
車名&グレードC4
[2.0VTS]
エンジン型式RFK
種類直列4気筒
排気量1997cc
内径×行程85.0mm×88.0mm
単気筒容積499.3cc
ボアストローク比1.04
吸気方式自然吸気
使用燃料ハイオクガソリン
最高出力180PS/7000rpm
最大トルク21.0kgm/4750rpm

まず基本的な成り立ちとして、RFK型エンジンはボア(内径)85.0mm、ストローク(行程)88.0mm、ボアストローク比1.04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。

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
RFKのエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷139.3PS → 180PS
トルクの変遷21.0kgm → 18.4kgm
リッター馬力90.1PS/L
リッタートルク10.52kgm/L

今回の参考車両であるC4の直列4気筒1997ccでハイオクガソリン仕様の自然吸気エンジンは、7000回転のとき最高出力180馬力を、4750回転のとき最大トルク21.0kgm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139.3PS、最高出力が発生する7000回転でのトルクは18.4kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は90.1PS/L、トルクは10.52kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積499.3cc)あたりの出力は45.0PS、5.2kgmです。

排気量1リットルあたりの馬力が90.1PS/L、トルクが10.52kgm/LであるRFK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[ 8 ]、換算トルクが[ 8 ]の「結構な高出力エンジン」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
85.0mm88.0mm1997cc-1.04
ボアアップによる排気量アップ
85.5mm88.0mm2021cc-1.03
86.0mm2045cc-1.02
86.5mm2068cc-1.02
87.0mm2092cc-1.01
87.5mm2117cc-1.01
88.0mm2141cc-1.00

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85.0mmから0.5mm刻みで+3.0mmまで拡大(85.0mm→88.0mm)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。

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。RFK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1.04から1.00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
7000rpm
88.0mm13.9m/s20.5m/s
回転数/分秒速時速
2000rpm5.9m/s21.2km/h
4000rpm11.7m/s42.1km/h
6000rpm17.6m/s63.4km/h
8000rpm23.5m/s84.6km/h
10000rpm29.3m/s105.5km/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88.0mmのエンジンが最高出力を発生する7000回転での平均ピストンスピードは20.5m/sとなり、これは1秒間に20.5メートル(時速にすると73.8km/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13.9m/s、最高出力が発生する7000回転より500回転高い7500回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は22.0m/sとなっています。

参考までにストロークが88.0mmのRFK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5.85m/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、6820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。


RFK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
シトロエン
B5RFK
C4
2.0VTS
(2008/06)
180ps
21.0kgm
-
NA [FF/5MT]
クーペ
5人乗り
[投稿日:2016/11/09]

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