GS400E | K505型399cc直列2気筒エンジンの性能とPWR [39PS/3.2kgm 1993年]

このページでは、GS400E [1993/11モデル]が搭載しているK505型の直列/並列2気筒399ccエンジンの諸元と出力、体重とパワーウェイトレシオの関係をシミュレーションしています。

K505型エンジンの各種諸元と性能曲線図

スズキ [GS400E]
GK54A型 399cc [39PS/3.2kgm]
K505型エンジンの簡易性能曲線図
K505型エンジンの簡易性能曲線図
エンジン種類
排気量
直列/並列2気筒
399cc
最高出力39PS
8000rpm馬力35.7PS
最大トルク3.2kgm
9500rpmトルク2.9kgm
リッター換算馬力97.7PS/L
リッター換算トルク8.0kgm/L
単気筒容積199.5cc
1気筒あたり馬力19.5PS
1気筒あたりトルク1.6kgm
平均ピストン速度16.0m/s
Bore/Stroke比0.71

ここからはK505型エンジンの諸元から見えてくる出力特性を調べてみます。

上の図は最高出力が発生する回転数でのトルクと最大トルク、最大トルクが発生する回転数での馬力と最高出力とを線で繋いで折れ線グラフにしただけの簡易的なエンジン性能曲線図です。

これでは中間域の具合や9500rpm以降の馬力、トルクの落ち込み加減を知ることはできませんが、8000rpmでの最大トルク発生後、回転が高まるにつれてトルクが極端に落ちるのか、それともなだらかに下降するのかを知るくらいには使えるかもしれません。

エンジンのパワーバンドを最大トルクの8000rpmから最高出力の9500rpmまでの1500rpm(比率では15.8%)とすると、二輪車のエンジンとしては標準的な広さで、低中高とバランスのよい優等生的な性質を予感させます。

パワーの出方としては、最大トルク3.2kgmを生じる8000rpmでは、最高出力の91.5%となる35.7PSを、最高出力39PSを生じる9500rpmでは、最大トルクの90.6%となる2.9kgmの出力を得られます。

排気量1リットルあたりの出力は馬力が39PS/0.399Lで97.7PS/L、トルクが3.2kgm/0.399Lで8.0kgm/Lとなっています。これは二輪車に搭載されるエンジンの出力としては標準的な部類で、そこそこのパワーがあり扱いやすさも申し分ない攻守のバランスに優れているエンジンだと言えそうです。

ちなみに、直列/並列2気筒399ccエンジンの単気筒容積は199.5ccで、この排気量を持った各気筒それぞれが19.5PS、1.6kgmを発生させています。

直列2気筒エンジンの最高出力ランキング

ストローク長が50.4mmであるK505型エンジンの場合、平均ピストンスピードは9500rpmのとき16.0m/sで、これは二輪車のエンジンとしては一般的な速度の部類です。また上限を20.0m/sとしたときの最高回転数は11900rpmになります。

400cc以下の平均ピストンスピード ランキング

K505型エンジンのボアは71.0mmですので、エンジンの特性を大まかに決定づけるボアストローク比は0.71のショートストローク型(ストローク量がボア径より小さい)となり、排気量と気筒数が同一のロングストローク型に比べて、高回転域のキレが持ち味であるとされます。


ボアアップによる排気量増と圧縮比

ボア排気量圧縮比B/S比
71.0mm399.1cc
-
9.10.71
71.5mm404.7cc
[+5.6cc]
9.20.70
72.0mm410.4cc
[+11.3cc]
9.30.70
72.5mm416.1cc
[+17.0cc]
9.50.70
73.0mm421.9cc
[+22.8cc]
9.60.69
73.5mm427.7cc
[+28.6cc]
9.70.69
74.0mm433.5cc
[+34.4cc]
9.80.68

エンジンの排気量はボアとストローク、気筒数によって決まり、圧縮比は排気量と燃焼室容積によって決まります。

ここでは実際に可能かどうかは別として、純正ピストンの71.0mmから+0.5mm刻みで+3.0mmまでのオーバーサイズピストンを組むと、排気量がノーマルの399.1ccからどのように変化するかを調べてみました。

これを見るに、ピストン径が0.5mm大きくなると排気量が約5.6ccずつ大きくなり、+3.0mmの74.0mmまでボアアップすると433.5ccまで拡大(ノーマル比+8.6%)されます。

続いて燃焼室容積が24.6ccのまま変化しないと仮定したとき、ピストン径が+0.5mm大きくなるごとに圧縮比が9.1から約0.13ずつ高まっていき、同時にノッキングのリスクも高まっていきます。

400cc以下の圧縮比が高いバイク ランキング

ストローク長が50.4mmのままボアを広げていくと、ボアストローク比(B/S比)は0.71から次第に小さくなっていき、元よりショートストローク型だった特性がさらに強まって、高回転スペシャルの様相を呈してきます。

※ナンバー付き車両でボアアップおよびストロークアップにより排気量を増大させた場合は、改造申請をして認可を受ける必要があります。また、せっかく排気量を増大させても、対応する免許を未取得であれば公道で乗ることができなくなりますのでご注意ください。


体重とパワーウェイトレシオのアヤシイ関係

PWR 4.33kg/PS | 296位/全839件
体重PWR増加
体重40kg5.36kg/PS+1.03kg
体重45kg5.49kg/PS+1.16kg
体重50kg5.62kg/PS+1.29kg
体重55kg5.74kg/PS+1.41kg
体重60kg5.87kg/PS+1.54kg
体重65kg6.00kg/PS+1.67kg
体重70kg6.13kg/PS+1.80kg
体重75kg6.26kg/PS+1.93kg
体重80kg6.38kg/PS+2.05kg
体重90kg6.64kg/PS+2.31kg
体重100kg6.90kg/PS+2.57kg

さて、自動車と同じくバイクにおいてもパワーウェイトレシオは速さの指標としてよく使われています。

自動車ではもともとの車重が重いので、人間が1人2人乗ったところで目が飛び出るほどには変わりませんが、自動車に比べて車重が軽く、最高出力も小さめなバイクとなると話は別です。

最高出力が39PSで車両重量が169kgであるGS400Eの場合、バイク単体では4.33kg/PSですが、たとえば車両総重量を決める際の基準である体重55kgの人が乗ると5.74kg/PS(+1.41kg)に、100kgの人では6.90kg/PS(+2.57kg)にまで悪化してしまいます。

同好の士と仲睦まじくサーキット走行しているとき、前に出てやろうと愛馬にムチを入れても埒が明かない。こんなときは「同じバイクのはずなのにどうも遅い…壊れてるんじゃあ…」などとバイクのせいにしたくなりますが、ちょっとお腹周りを眺めて見るとその答えが見つかりそうです。

PWRの優劣が速さの絶対的な指標ではありませんが、自動車のサイトで調べたパワーウェイトレシオの平均が9.52kg/PSでしたので、体重55kgの人が乗車した場合であっても自動車の平均を下回ります。スポーティな自動車と同じくらいか、やや上回る運動性能を誇ってると言えそうです。


GK54A型GS400E 1993/11モデルの各種スペック詳細ページ

主要諸元
主要諸元と年間の維持費、燃費と航続距離

ギヤ比
ギヤ比と加速力&エンジン回転数と最高速

タイヤ
タイヤサイズ変更と加速力&最高速の変化

通知表
さまざまな性能評価の数値と偏差値&順位