このページでは、YZF-R1 [2015/01モデル]が搭載している直列4気筒998cc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。
エンジンの各種諸元と性能曲線図
ヤマハ [YZF-R1] 998cc [200PS/11.5kgm] | |
簡易エンジン性能曲線図 | |
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エンジン種類 排気量 | 直列4気筒 998cc |
最高出力 | 200PS |
11500rpm馬力 | 184.6PS |
最大トルク | 11.5kgm |
13500rpmトルク | 10.6kgm |
リッター換算馬力 | 200.40PS/L |
リッター換算トルク | 11.50kgm/L |
単気筒容積 | 249.5cc |
1気筒あたり馬力 | 50.0PS |
1気筒あたりトルク | 2.9kgm |
平均ピストン速度 | 22.91m/s |
Bore/Stroke比 | 0.644 |
1000cc以下の1L換算馬力ランキング | |
1000cc以下の1L換算トルクランキング |
ここからは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13500rpm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、11500rpm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11500rpmから最高出力の13500rpmまでの2000rpm(比率では14.8%)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11.5kgmを生じる11500rpmでは、最高出力の92.3%となる184.6PSを、最高出力200PSを生じる13500rpmでは、最大トルクの92.2%となる10.6kgm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200PS/0.998Lで200.40PS/L、トルクが11.5kgm/0.998Lで11.50kgm/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かなり高い部類で、「これでもか!」というほどエンジンを搾り上げて究極のパワーを得ているエンジンだと言えそうです。
ちなみに、直列4気筒998ccエンジンの単気筒容積は249.5ccで、この排気量を持った各気筒それぞれが50.0PS、2.9kgmを発生させています。
最高出力が高い 直列・並列4気筒エンジンのバイク 排気量に関係なく、直列4気筒エンジン搭載のバイクを、最高出力(馬力)が大きいものから順番に並べたランキングです。 |
最高出力が高い 1000ccクラスのバイク 排気量が751cc-1000ccの範囲にあるバイクを、最高出力(馬力)が大きいものから順番に並べたランキングです。 |
最高回転数が高い 1000ccクラスのバイク 排気量が751cc-1000ccの範囲にあるバイクを、最高回転数(最高出力が発生する回転数)が高いものから順番に並べたランキングです。 |
ストローク長が50.9mmであるこのエンジンの場合、平均ピストンスピードは13500rpmのとき22.91m/sで、これは二輪車のエンジンとしてはかなり高速で上下運動している部類です。また上限を20.0m/sとしたときの最高回転数は11790rpmになります。
このエンジンのボアは79.0mm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0.644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 |
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79.0mm | 998.0cc - | 13.0 | 0.644 |
79.5mm | 1010.6cc [+12.6cc] | 13.1 | 0.640 |
80.0mm | 1023.4cc [+25.4cc] | 13.3 | 0.636 |
80.5mm | 1036.2cc [+38.2cc] | 13.5 | 0.632 |
81.0mm | 1049.1cc [+51.1cc] | 13.6 | 0.628 |
81.5mm | 1062.1cc [+64.1cc] | 13.8 | 0.625 |
82.0mm | 1075.2cc [+77.2cc] | 13.9 | 0.621 |
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79.0mm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998.0cc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12.6ccずつ大きくなり、+3.0mmの82.0mmまでボアアップすると1075.2ccまで拡大(ノーマル比+7.7%)されます。
続いて燃焼室容積が20.8cc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13.0から約0.15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。
ストローク長が50.9mmのままボアを広げていくと、ボアストローク比(B/S比)は0.644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 0.995kg/PS | 5位/全916件 | ||
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体重 | PWR | 増加 |
体重40kg | 1.195kg/PS | +0.200kg |
体重45kg | 1.220kg/PS | +0.225kg |
体重50kg | 1.245kg/PS | +0.250kg |
体重55kg | 1.270kg/PS | +0.275kg |
体重60kg | 1.295kg/PS | +0.300kg |
体重65kg | 1.320kg/PS | +0.325kg |
体重70kg | 1.345kg/PS | +0.350kg |
体重75kg | 1.370kg/PS | +0.375kg |
体重80kg | 1.395kg/PS | +0.400kg |
体重90kg | 1.445kg/PS | +0.450kg |
体重100kg | 1.495kg/PS | +0.500kg |
1000cc以下のパワーウェイトレシオ |
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200PSで車両重量が199kgであるYZF-R1の場合、バイク単体では0.995kg/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1.270kg/PS(+0.275kg)に、100kgの人では1.495kg/PS(+0.500kg)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。それどころか運動性能に特化したスポーツカー、スーパーカーを相手に堂々の立ち回りができそうです。
YZF-R1 2015/01モデルの各種スペック詳細ページ | |||
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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 | |||
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XJR1300C - (2015/06) | 98PS 11.1kgm - 237.6万円 | - 直列4 1251cc [5MT] | |
YZF-R1 RN24J型 (2009/06) | 145PS 10.0kgm 19.0km/L 237.6万円 | N521E 直列4 997cc [6MT] | |
ハヤブサ1300 - (2006/01) | 175PS 14.1kgm - 237.6万円 | - 直列4 1299cc [6MT] | |
KSR-II KMX80B型 (2000/05) | 10.0PS 0.95kgm 63.0km/L 237.6万円 | - 単気筒 79cc [6MT] | |
KSR-I MX050B型 (2000/05) | 7.2PS 0.65kgm 71.0km/L 237.6万円 | - 単気筒 49cc [6MT] | |
YZF-R1 RN65J型 (2020/06) | 200PS 11.5kgm 15.2km/L 237.6万円 | N534E 直列4 997cc [6MT] | |
XV1900CU - (2017/01) | 97PS 17.0kgm - 237.6万円 | - V型2 1854cc [5MT] | |
XVS1300CU - (2016/01) | 72PS 10.5kgm - 237.6万円 | - V型2 1304cc [5MT] | |
フェザー8 - (2015/01) | 106PS 8.4kgm - 237.6万円 | - 直列4 779cc [6MT] | |
XJ6 Diversion - (2015/01) | 78PS 6.1kgm - 237.6万円 | - 直列4 600cc [6MT] |