XJR400R | 4HM型399cc直列4気筒エンジンの性能とPWR [53PS/3.6kgm 1998年]

このページでは、XJR400R [1998/06モデル]が搭載している4HM型の直列4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。

4HM型エンジンの各種諸元と性能曲線図

ヤマハ [XJR400R]
4HM型 399cc [53PS/3.6kgm]
4HM型エンジンの簡易性能曲線図
4HM型エンジンの簡易性能曲線図
エンジン種類
排気量
直列4気筒
399cc
最高出力53PS
9500rpm馬力47.7PS
最大トルク3.6kgm
11000rpmトルク3.5kgm
リッター換算馬力132.8PS/L
リッター換算トルク9.0kgm/L
単気筒容積99.8cc
1気筒あたり馬力13.2PS
1気筒あたりトルク0.9kgm
平均ピストン速度15.4m/s
Bore/Stroke比0.76

ここからは4HM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11000rpm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、9500rpm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9500rpmから最高出力の11000rpmまでの1500rpm(比率では13.6%)とすると、やや狭いながらも高回転をキープしてスイスイ走る楽しさを味わえそうな雰囲気です。

パワーの出方としては、最大トルク3.6kgmを生じる9500rpmでは、最高出力の90.0%となる47.7PSを、最高出力53PSを生じる11000rpmでは、最大トルクの97.2%となる3.5kgm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53PS/0.399Lで132.8PS/L、トルクが3.6kgm/0.399Lで9.0kgm/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なかなか高い部類ですが、馬力一辺倒ではなく日常での使いやすさもある程度考慮されているエンジンだと言えそうです。

ちなみに、直列4気筒399ccエンジンの単気筒容積は99.8ccで、この排気量を持った各気筒それぞれが13.2PS、0.9kgmを発生させています。

直列4気筒エンジンの最高出力ランキング

ストローク長が42.0mmである4HM型エンジンの場合、平均ピストンスピードは11000rpmのとき15.4m/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14290rpmになります。

400cc以下の平均ピストンスピード ランキング

4HM型エンジンのボアは55.0mm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0.76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
55.0mm399.1cc
-
10.70.76
55.5mm406.4cc
[+7.3cc]
10.90.76
56.0mm413.8cc
[+14.7cc]
11.00.75
56.5mm421.2cc
[+22.1cc]
11.20.74
57.0mm428.7cc
[+29.6cc]
11.40.74
57.5mm436.2cc
[+37.1cc]
11.60.73
58.0mm443.9cc
[+44.8cc]
11.80.72

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55.0mm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7.3ccずつ大きくなり、+3.0mmの58.0mmまでボアアップすると443.9ccまで拡大(ノーマル比+11.2%)されます。

続いて燃焼室容積が10.3cc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10.7から約0.16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42.0mmのままボアを広げていくと、ボアストローク比(B/S比)は0.76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 3.79kg/PS | 227位/全839件
体重PWR増加
体重40kg4.55kg/PS+0.76kg
体重45kg4.64kg/PS+0.85kg
体重50kg4.74kg/PS+0.95kg
体重55kg4.83kg/PS+1.04kg
体重60kg4.92kg/PS+1.13kg
体重65kg5.02kg/PS+1.23kg
体重70kg5.11kg/PS+1.32kg
体重75kg5.21kg/PS+1.42kg
体重80kg5.30kg/PS+1.51kg
体重90kg5.49kg/PS+1.70kg
体重100kg5.68kg/PS+1.89kg

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53PSで車両重量が201kgであるXJR400Rの場合、バイク単体では3.79kg/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4.83kg/PS(+1.04kg)に、100kgの人では5.68kg/PS(+1.89kg)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遥かに下回ります。ごく一部の限られたスポーツカーを除けば、まず負けることはなさそうです。


4HM型XJR400R 1998/06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
【エンジン編】同車名または同型式の車種一覧
XJR400R
RH02J型
(2001/04)
53PS
3.6kgm
31.0km/L
59.9万円