車のエンジンでNAで1Lあたり100PSって、凄いことなのでしょうか。レーサーを除いて。いまNAで1Lあたり150PSくらいあれば、一流ですよね。FC20は1Lで125PSと載っていました。F430は490PSくらいでM5は500PS。

Question

補足

F20Cの間違いです。すいません

Answer 1

F20Cの２５０馬力は怪しいけど
6000rpm以上の加速は一寸過激です
バイク並みと言っていい
ただバイクの燃費は恐ろしく悪いよ

Answer 2

市販のガソリンエンジンで「リッター100馬力」はかなり難しいことです。「リッター150馬力はほとんど不可能です」。以下，少し数値的に説明いたします。

●トルクと馬力の計算式
まずどの程度のトルク，馬力が必要なのかを計算してみましょう。

1気筒あたりの排気量が350～550ccくらいでは，エンジン内部の平均有効圧力は11bar（約11気圧）になります。ここで燃焼室内の最高圧力は，この平均有効圧力の8～11倍です。

次に最高回転数を以下のように2種類で検討してみましょう。

・平均有効圧力 ＝ 11bar
・トルク ＝ 87.5Nm／L（約9kgfm）
・最高回転数 ＝ 6000rpm
・最高出力 ＝ 74.78馬力／L

・最高回転数 ＝ 8000rpm
・最高出力 ＝ 99.70馬力／L

通常エンジン（最高回転数が6000rpm程度）では，「リッター100馬力」には到達できません。

●平均有効圧力をもっと改善して，12barでは，どうでしょうか？

・平均有効圧力 ＝ 12bar
・トルク ＝ 95.5Nm／L
・最高回転数 ＝ 6000rpm
・最高出力 ＝ 81.58馬力／L

・最高回転数 ＝ 8000rpm
・最高出力 ＝ 108.8馬力／L

回転数として，7355rpmにすれば，ほぼ「リッター100馬力」になります。

→ これから「リッター100馬力」を達成するためには，最高回転数 7500rpm程度の高回転型のエンジンでなければ無理そうです

●回転数は6000rpmのまま，リッター100馬力にするには？
平均有効圧力を14.7barにすれば可能です。しかし現実にはかなりムリです。

●どうしてガソリンエンジンでは，簡単に平均有効圧力をあげられないか？
ノッキングがあるからです。圧縮比を上げることで，平均有効圧力をアップできます。しかしノックの限界があり，NAでの圧縮比は，せいぜい12くらいです。

もし圧縮比を13や14にすると，すぐにノックが発生し，エンジンを破損させてしまいます。ただピストンの動きがサインカーブになる単純なクランクではなく，上死点付近で，より急峻に圧力が上がるような機構が作れると，圧縮比14まで可能です（もちろんレギュラーガソリンで）。ただこのような機構はメカニカルなフリクションが多いので，やはり困難です。

●過給エンジンでは？
ターボ・チャージャのような過給器を使うことで，平均有効圧力をアップできます。もちろんノック限界があるので，圧縮比を2くらい下げ，さらに過給後の高温の吸入空気をインタークーラで冷却します。

●直噴エンジンは？
燃料を直接，燃焼室内に噴くと，燃料は，周囲の熱を奪って，気化します。これにより，燃焼室内の温度が40～50℃低下し，その分，圧縮比を1.5くらいアップできます。また吸入時，空気だけを吸い込むことができるので，7%くらい多くの空気を吸うことが可能です。

●高回転化はどこまで可能か？
例えば4気筒，排気量2Lくらいのエンジンですと，エンジンのストロークは約85mmです。下記のように回転数を変化させると，ピストンの平均速度は下記のようになります。

6000rpm ： 17.0m/s
7000rpm ： 19.8m/s
8000rpm ： 22.67m/s

一般にピストンの平均速度が20m/sを超えると，ピストンの潤滑が厳しくなってきます。また摺動抵抗も回転数の1～1.5乗くらいに比例しますので，高回転になるほど，エンジン効率が低下します。ちなみに下記の通りです。

・ホンダ S2000（前期型） ： 23.2m/s
・BMW M5（E60) ： 20.7m/s

●まとめ
以上から，平均有効圧力をアップするのは，ノック限界でかなり難しいので，従来の市販エンジンで「リッター100馬力」を達成しているエンジンは，ほとんど高回転（＞8000rpm）なのです。なお「リッター150馬力」は過給器を使えば可能ですが，NAでは，まずムリでしょう。ただしレーシング・エンジンのように一定の耐久性だけを保証すればよいエンジンであれば，リッター300馬力くらいまでなら十分，可能です。

簡単ですが，ご参考になれば幸いです。

Answer 3

通常、スペックとして表に出るのは「最大出力」ですから、それのみを追求すれば他の方もおっしゃるように高回転型でピーキーなエンジンになり、扱いづらくなります。
逆に言えば、それが許される条件ならば、今の時代、リッター100PS程度のエンジンを作ることはそこまで難しくないでしょう。極端な話、ちょっと前までは原付ですらその程度を出しているエンジンはありました(近年の排ガス規制強化・燃費重視という流れで、今は存在しないと思いますが)。
市販車として、市場に受け入れられる製品としてリリースするとなると、多少は苦労が必要かと思われます。


>いまNAで1Lあたり150PSくらいあれば

最近は、最大馬力よりも燃費性能重視で、出来るだけパワーバンドが広くなるように作る傾向が強くなっていますから、全体ではむしろリッターあたりの出力は以前より下がる傾向にあるでしょう。
これには、低速域からトルクを確保することが重要ですから、最近ではリッターあたり10kg・m程度の最大トルクはざらにある数字です。例えば、F20Cの話が出ていますのでホンダを例にすると、フィット(13.0kg・m/1339cc、14.8kg・m/1496cc)、エアウェイブ(17.7kg・m/1799cc)、ステップワゴン(19.7kg・m/1997cc)、オデッセイ(22.6kg・m/2354cc)など、スポーツ志向のモデル以外でもほとんどで近いところまでは来ています。達成したモデルとしては、シビックTypeRはもちろん、エリシオン(2.4Lは未達成、31.5kg・m/2997cc、35.0kg・m/3471cc)、インスパイア(34.9kg・m/3471cc)、レジェンド(37.7kg・m/3664cc)などがありますが、それでもインスパイア以外は販売終了しなければいけない程度の評価しかされないのです。

Answer 4

ＮＡでリッターあたり１５０馬力は、レースエンジンでもあまり無いですね(^_^;)

ＮＡで排気量を変えずにパワーを上げるとなるとやっぱり高回転化になってしまうので、乗りやすさは犠牲になりますね。

Answer 5

最大馬力の発生回転を見てください
常に その回転を 使うのであればよいのですが
馬力は回転を上げれば 増える数字です つまり計算によって導かれるものなので なんともいえません
逆に トルクが 1Lあたり10kg・m 以上ならすごいと 思います

Answer 6

車のエンジンでNAで1Lあたり100PSはすごい事です。

普通の乗用車のカタログなどを見比べれば分ると思いますが、
NAで1Lあたり100PSを超えてる車はごく少数と思います。

たぶん国産ならばホンダのDOHC－VTECエンジンくらいしか無いと思います。

たぶん２LのNAエンジン乗用車では１５０～１７０PSくらいが普通かと思います。
１Lにすれば８５PSくらいしかないです。

ちなみに私の使ってる車は１，３Lで６６PSしか有りません。
１Lだと５０PSしかないので丁度半分です。ｗ

Answer 7

凄いけど乗りにくいと思います
自分の車は１Ｌあたり３０ＰＳです