プジョー XU10J2Z型エンジンの諸元と性能まとめ [直列4気筒1998cc]

ここではプジョーのD70型の初代405 [SRI-EX] に搭載されているXU10J2Z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。

XU10J2Z型の自然吸気エンジン諸元


D70型 405 主要諸元まとめ
車両型式 E-D70
車名&グレード 405
[SRI-EX]
エンジン型式 XU10J2Z
種類 直列4気筒
排気量 1998cc
内径×行程 86.0mm×86.0mm
単気筒容積 499.5cc
ボアストローク比 1.00
圧縮比 9.5
燃焼室容積 58.8cc
吸気方式 自然吸気
使用燃料 ハイオクガソリン
最高出力 120PS/5750rpm
最大トルク 18.3kgm/2750rpm

まず基本的な成り立ちとして、XU10型エンジンはボア(内径)86.0mm、ストローク(行程)86.0mm、ボアストローク比1.00のスクエア型エンジン(ピストン径とストローク量が同一)です。

排気量と気筒数が同一の場合、ロングストローク型とショートストローク型の美点の良いとこ取り、若しくは欠点の悪いとこ取り、特にこれと言ってどうとも言えないバランス型の万能エンジンとなる素質があります。

数多あるボアとストロークの組み合わせの中で唯一、双方が同じ寸法のときにだけ現れるスクエア型はその存在の希少性こそが最大の魅力であると言えましょう。

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XU10J2Z型エンジンの場合の計算式は499.5cc÷(9.5-1)となり、燃焼室容積は58.8ccになります。

このサイトにてXU10J2Z型の自然吸気エンジンを搭載している車種は、1987から発売された初代405 [1993/03]が登録されています。

XU10J2Z型と類似するエンジン型式としては、[ XU10J4Z型 ]の1種類があります。

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
XU10のエンジン性能曲線図もどき
馬力の変遷70.3PS → 120PS
トルクの変遷18.3kgm → 14.9kgm
リッター馬力60.06PS/L
リッタートルク9.16kgm/L

今回の参考車両である405の直列4気筒1998cc、圧縮比9.5でハイオクガソリン仕様の自然吸気エンジンは、5750回転のとき最高出力120馬力を、2750回転のとき最大トルク18.3kgm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2750回転での馬力は70.3PS、最高出力が発生する5750回転でのトルクは14.9kgmになります。

排気量1リットルあたりの馬力は60.06PS/L、トルクは9.16kgm/Lとなり、1気筒(単気筒容積499.5cc)あたりの出力は30.0PS、4.6kgmです。

排気量1リットルあたりの馬力が60.06PS/L、トルクが9.16kgm/LであるXU10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[ 4 ]、換算トルクが[ 5 ]の「やや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
86.0mm86.0mm1998cc9.51.00
ボアアップによる排気量アップ
86.5mm86.0mm2021cc9.590.99
87.0mm2045cc9.690.99
87.5mm2068cc9.790.98
88.0mm2092cc9.890.98
88.5mm2116cc10.000.97
89.0mm2140cc10.100.97

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1.00のスクエア型からショートストローク型へとシフトしていきます。XU10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1.00から0.97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
2750rpm
最高出力
5750rpm
86.0mm7.9m/s16.5m/s
回転数/分 秒速 時速
2000rpm 5.7m/s 20.5km/h
4000rpm 11.5m/s 41.4km/h
6000rpm 17.2m/s 61.9km/h
8000rpm 22.9m/s 82.4km/h
10000rpm 28.7m/s 103.3km/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86.0mmのエンジンが最高出力を発生する5750回転での平均ピストンスピードは16.5m/sとなり、これは1秒間に16.5メートル(時速にすると59.4km/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2750回転では7.9m/s、最高出力が発生する5750回転より500回転高い6250回転をレブリミットと仮定したときの平均速度は17.9m/sとなっています。

参考までにストロークが86.0mmのXU10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5.75m/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)6980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。


XU10J2Z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
プジョー
D70
405
SRI-EX
(1993/03)
120ps
18.3kgm
-
NA [FF/4AT]
セダン
5人乗り
プジョー
D70BR
405
SRI-EX Break
(1993/03)
120ps
18.3kgm
-
NA [FF/4AT]
ワゴン
5人乗り
[投稿日:2016/11/09]

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