ストローク比

ストローク比は、今日では一般的に ボア/ストローク比として定義され、往復ピストンエンジンのシリンダーボア直径とピストン ストローク長の比率を表す用語です。これは、燃料がエンジンのシリンダー内で燃焼する内燃エンジン、または燃料の燃焼がエンジンの作動シリンダーの外で起こる蒸気エンジンなどの外燃エンジンのどちらにも使用できます。

ピストンエンジンのシリンダーのストローク比を表す現代の慣例は、ボア/ストローク比です。^[1]

ストローク/ボア比は、レシプロエンジン開発の初期に使われていた古い表現である。^[2]

シリンダーボアの直径をピストン ストロークの長さで割ると比率が得られます。

次の用語は、さまざまなボア/ストローク比の構成の命名規則を説明しています。

スクエアエンジンはボアとストロークの寸法が等しく、ボア/ストロークの値は正確に 1:1 になります。

1953年 -フェラーリ 250 ヨーロッパには、ボアとストロークが68.0 mm × 68.0 mm (2.7 インチ × 2.7 インチ) の ランプレディ V12 が搭載されました。

1967 – FIAT 125、124Sport エンジン 125A000、125B000、125BC000、1608 ccm、DOHC、80.0 mm × 80.0 mm (3.15 インチ × 3.15 インチ) のボアとストローク。

1970 年 - フォード400 のボアとストロークは 101.6 mm × 101.6 mm (4.00 インチ × 4.00 インチ) でした。

1973年 -カワサキZ1とKZ(Z)900のボアとストロークは66.0 mm × 66.0 mm（2.60インチ × 2.60インチ）でした。^[3]

1982年 -ホンダナイトホーク250とホンダCMX250Cレブルのボアとストロークは53.0 mm × 53.0 mm（2.09インチ × 2.09インチ）になりました。^[4]

1983年 -ボア×ストローク86.0 mm×86.0 mm（3.4インチ×3.4インチ）の マツダ FE 2.0L直列4気筒エンジン。

1987 - オペル/ボクスホール 2.0 L GM ファミリー II エンジンは、ボアとストロークが 86.0 mm × 86.0 mm (3.39 インチ × 3.39 インチ) の正方形です。例: C20XE C20NE C20LET X20A X20XEV X20XER Z20LET Z20LEH Z20LER A20NHT A20NFT。

1989年 -日産の SR20DEは、ボアとストロークが86.0 mm × 86.0 mm (3.39インチ × 3.39インチ) のスクエアエンジンです。

1990～2010年のサーブ B234/B235は、ボアとストロークが 90.0 mm × 90.0 mm (3.54 インチ × 3.54 インチ) の角型エンジンです。

1991 -フォードの 4.6 V8 OHC エンジンのボアとストロークは 90.2 mm × 90.0 mm (3.552 インチ × 3.543 インチ) です。

1995 年 -排気量 2,793 立方センチメートルのBMW M52エンジンは、ボアとストロークが 84.0 mm × 84.0 mm (3.31 インチ × 3.31 インチ) の完全な正方形エンジンの例です。

1996年 - ジャガーの4.0リッター AJ-V8エンジンのボアとストロークは86.0 mmです。

2000 年 -メルセデス ベンツ4.0 リットル (3996 cc、243.9 立方インチ) OM628 V8 ディーゼル エンジンは、ボアとストロークが 86.0 mm × 86.0 mm (3.39 インチ × 3.39 インチ) のスクエア エンジンの例です。

シリンダーのボア径がストローク長よりも大きく、ボア/ストローク比が 1:1 を超える場合、 エンジンはオーバースクエアまたはショートストロークと呼ばれます。

オーバースクエア エンジンでは、シリンダー ヘッドのバルブの数とサイズが大きく、ピストンの最大速度を下げることで回転数を上げることができ、同じエンジン (回転) 速度でピストンのピーク加速度が低いためクランクのストレスも軽減されます。これらの特性によりエンジン速度が速くなるため、オーバースクエア エンジンは比較的高速でピーク トルクを発生するように調整されることがよくあります。

ピストンとヘッドの表面積が大きくなるため、ボア/ストローク比が大きくなるにつれて熱損失が増加します。したがって、比率が高すぎると、他のエンジン形状に比べて熱効率が低下する可能性があります。点火時の燃焼室のサイズ/幅が大きいと、燃焼中に空気/燃料混合物の不均一性が高まり、排出量が増加する可能性があります。

ストローク長が短くなるとシリンダーが短くなり、場合によってはコネクティングロッドも短くなるため、オーバースクエアエンジンは、同様のエンジン排気量のアンダースクエアエンジンよりも高さが低くなりますが、幅は広くなります。

オーバースクエア エンジン (別名「ショート ストローク エンジン」) は、ピストン速度を上げすぎずに、より高いrpm (したがって、より高いパワー) を実現できるため、非常に一般的です。

例としては、シボレーとフォードのスモールブロック V8 があります。GMC 478 V6 のボア/ストローク比は 1.33 です。BMW N45ガソリン エンジンの 1.6 リットル バージョンのボア/ストローク比は 1.167 です。

水平対向エンジンは「ボクサー」または「フラット」とも呼ばれ、ストローク長が長くなるとエンジン全体の幅が 2 倍になるため、通常はオーバースクエア設計になっています。これは、前輪の操舵角がエンジンの幅によって制限されるスバルのフロントエンジン レイアウトで特に顕著です。スバル EJ181 エンジンは、 3200 rpm という低速で最大トルクを発揮します。

日産のRB、VQ、VK、VH、VR38DETTエンジンはすべてオーバースクエアです。さらに、日産パルサーVZ-RとVZ-R N1に搭載されているSR16VEエンジンは、ボア86ミリメートル（3.39インチ）、ストローク68.7ミリメートル（2.70インチ）のオーバースクエアエンジンで、175〜200馬力（130〜150kW）を発揮しますが、トルクは119〜134ポンドフィート（161〜182N⋅m、16.5〜18.5kg⋅m）と比較的小さいです。

極端なオーバースクエアエンジンは、F1レーシングカーに搭載されています。厳格なルールにより排気量が制限されているため、高エンジン回転数でパワーを発揮する必要があります。2.5:1に近いストローク比が許可されており、^[a]複数のレースで信頼性を保ちながら18,000rpmのエンジン回転数を実現できます。^[5]

ドゥカティ・パニガーレの オートバイエンジンはボア/ストローク比が1.84:1と非常にオーバースクエア型である。ドゥカティはこれを「スーパークアドロ」と名付けた。これはイタリア語で「スーパースクエア」と大まかに訳される。^[6]

サイドバルブ式ベルギーD-Motor LF26 航空エンジンのボア/ストローク比は1.4:1です。^[7]

初期のメルセデス・ベンツM116エンジンは、 3.5リッターV8でボア92ミリメートル（3.62インチ）、ストローク65.6ミリメートル（2.58インチ）でした。^[8]

シリンダーのボア（幅、直径）がストローク（ピストンの移動距離）よりも小さい場合、つまり比率が 1:1 未満の場合は、 エンジンはアンダースクエアまたはロングストロークと呼ばれます。

一定のエンジン速度では、ストロークが長くなるとエンジンの摩擦が増加し、ピストンのピーク加速度が高くなるためクランクシャフトにかかるストレスが増加します。また、ボアが小さくなるとシリンダー ヘッド内のバルブに使用できる領域が減るため、バルブを小さくするか、バルブの数を減らす必要があります。

アンダースクエア エンジンは、バルブが小さくピストン速度が高いため、より高い回転数で回転する可能性が制限され、オーバースクエア エンジンよりも低い rpm でピーク トルクを発揮することがよくあります。

メーカーがより効率的なエンジンとより高い燃費を求めるにつれて、アンダースクエアエンジンは最近より一般的になってきた。^{[明確化] [9]}

多くの直列エンジン、特に前輪駆動車に横置きされたエンジンは、アンダースクエア設計を採用している。ボアが小さいほどエンジンを短くすることができ、前輪が操舵できるスペースが増える。この例としては、多くのフォルクスワーゲン、日産、ホンダ、マツダのエンジンが挙げられる。トヨタ・アイゴ、シトロエン C1、プジョー 107などに使用されている1KR-FEエンジンは、 FFレイアウト車で広く使用されている最新のロングストロークエンジンの例である。このエンジンのボアとストロークは71 mm × 84 mm (2.8 in × 3.3 in) ストロークであり、ボア/ストローク比は0.845:1である。前輪駆動車のエンジンを借用した後輪駆動車（マツダ MX-5など）の中には、アンダースクエア設計を採用しているものもある。

BMW の高く評価されているS54B32 M54 エンジンは、ボアとストロークが 87 mm × 91 mm (3.4 インチ × 3.6 インチ) のアンダースクエア型で、当時の自然吸気量産エンジンとしては世界記録の 1 リットルあたりのトルク (114 N⋅m/L、1.38 lb⋅ft/cu in) を実現しました。この記録は、フェラーリが458 イタリアを発表するまで保持されていました。

多くのイギリスの自動車会社は、1950年代までアンダースクエア設計を採用していたが、これは主に、シリンダー径に応じて自動車に課税する自動車税制のためであった。これには、BMC Aシリーズエンジンと、多くの日産派生車が含まれる。トロイアンカーは、アンダースクエア、スプリットピストン、2ストローク、2気筒直列エンジンを採用していた。これは、部分的にはこの税制上の利点のためであり、部分的には、そのプロポーションにより、各U字型シリンダーの2つのピストン用に、V字型コネクティングロッドを曲げることができ、追加のベアリングで結合された2つのコネクティングロッドよりも安価で簡単であったためである。

当時のフランスとドイツの競合企業も、税制上の理由がなくてもアンダースクエア設計を採用しており、例えばルノー・ビヤンクール エンジンやオペルの直列 6 気筒エンジンなどがその例です。

225 cu in (3.7 リットル)のクライスラー スラント 6 エンジンは、アンダースクエア型で、ボアとストロークは 86 mm × 105 mm (3.4 インチ × 4.1 インチ) ストロークです (ボア/ストローク比 = 0.819:1)。

フォード5.4L モジュラー エンジンのボアとストロークは 90.1 mm × 105.8 mm (3.55 インチ × 4.17 インチ) で、ボア/ストローク比は 0.852:1 です。ストロークがボアよりも大幅に長いため、このエンジンの SOHC 16V (シリンダーあたり 2 バルブ) バージョンは、2501 rpm という低回転数で 350 lb·ft のピーク トルクを発生できます。

ウィリス ジープ L134およびF134エンジンはアンダースクエア型で、ボアとストロークは 79.4 mm × 111.1 mm (3.13 インチ × 4.37 インチ) ストローク (ボア/ストローク比 = 0.714:1) でした。

ダッジパワー ワゴンは、ボアとストロークが 83 mm × 117 mm (3.3 インチ × 4.6 インチ) の直列 6 気筒 クライスラー フラットヘッド エンジン(230 立方インチ (3.8 L)) を使用し、実質的にアンダースクエアのボア/ストローク比は 0.709:1 でした。

オーストラリアのフォード ファルコンの4 リッターBarra Inline 6およびIntechエンジンは、92.21 mm × 99.31 mm (3.63 インチ × 3.91 インチ) のボアとストロークを使用しており、これは 0.929:1 のボアストローク比に相当します。

292 シボレー I6 もアンダースクエア型で、ボアとストロークは 98.4 mm × 104.8 mm (3.875 インチ × 4.125 インチ) です (ボア/ストローク比 = 0.939:1)。

三菱の 4G63T エンジンは、主に三菱ランサーエボリューションの多くの世代に搭載されており、ボアとストロークが 85 mm × 88 mm (3.3 インチ × 3.5 インチ) のアンダースクエア エンジンです。

1949年から1987年まですべての6気筒ジャガーに使用されていたジャガーXK6エンジンはアンダースクエア型でした。たとえば、4.2リッターエンジンのボアとストロークは92.08 mm × 106 mm (3.63インチ × 4.17インチ)で、ボア/ストローク比は0.869:1でした。

軍用機に使用されたピストン エンジンは、実質的にすべてロング ストローク エンジンでした。PW R-2800、ライト R-3350、プラット & ホイットニー R-4360 ワスプ メジャー、ロールス ロイス マーリン (1650)、アリソン V-1710、イスパノ スイザ 12Y-Z は、100 を超える例のうちのほんの一部にすぎません。

すべてのディーゼル動力船には、通常クロスヘッドを使用する巨大なアンダースクエア船舶エンジンが搭載されています。Wärtsiläの 2 ストローク船舶ディーゼルエンジンのボアとストロークは 960 mm × 2,500 mm (37.8 インチ × 98.4 インチ) です (ボア/ストローク比 = 0.384:1)。

現代のオートバイエンジンのほとんどはスクエア型かオーバースクエア型だが、アンダースクエア型のものもある。カワサキZ1300の直列6気筒エンジンはエンジン幅を最小限に抑えるためにアンダースクエア型に作られ、最近ではホンダNC700シリーズの新しい直列2気筒エンジンはアンダースクエア型設計を採用して燃焼効率を高め、燃料消費量を削減した。^{[10] [11]}

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