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エンジンスペックは、
300PS/5600rpm
400Nm/2000-4800rpm
最終型ツーリングワゴン
最終型ターボモデル
歴代最高エンジンスペック
最後の特別仕様車

IS350とIS200tの加速性能比較と評価

純粋な大排気量エンジンを積むIS350。

対して、2.0Lエンジンを過給し、3.5L相当にまで高められた低速トルクを発揮する話題のダウンサイジングターボ、IS200t。

ターボラグを考慮することにより、どちらがどれだけ速く、どのような点で優れているのかを可視化しました。

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IS350とIS200tの加速性能比較と評価

いつも、ブリュの公式ブログにお越しいただき、ありがとうございます。

今回は、以下の流れで、レクサスIS350とIS200tの加速性能を比較していきます。

1.IS350とIS200tのエンジンスペック
2.エンジン性能曲線の作成
3.IS200tの発進時のエンジン性能曲線
4.ターボラグのシミュレーション

レクサス IS350とIS200t

IS350とIS200tのエンジンスペック

IS350
V6 3.5L
234kW(318PS)/6400rpm
380Nm(38.7kgfm)/4800rpm

レクサス IS350とIS200t

IS200t
直4 2.0Lターボ
180kW(245PS)/5800rpm
350Nm(35.7kgfm)/1650-4400rpm

レクサス IS350とIS200t

まずはエンジン性能曲線を作成

エンジン性能曲線を作成します。

先にトルク曲線から作成しましょう。

まずはIS350からです。

代表点を決めますが、
スペックから
234kW/6400rpm
380Nm/4800rpm
は決定します。

6400rpmのトルクは、出力234kWから逆演算します。

その他エンジン性能曲線を眺めると、
260Nm/1000rpm
350Nm/2000-4800rpm
380Nm/4800rpm
330Nm/6600rpm
が読み取れます。

これらの点を直線で結びます。

最後に、トルク曲線から出力曲線を導けば終わりです。

完成したIS350のエンジン性能曲線がこちら↓

レクサス IS350とIS200t

次にIS200tです。

スペックから、
245PS/5800rpm
350Nm/1650-4400rpm
が決定です。

次にエンジン性能曲線から、
270Nm/1000rpm
275Nm/6200rpm
が分かり、これらを直線で結びます。

最後に、トルク曲線から出力曲線を導けば終わりです。

完成したIS200tのエンジン性能曲線がこちら↓

レクサス IS350とIS200t

一般的に、ターボ車が低速トルクが太いと言われるのは、
低回転域でトルクが3.5L車より上回っているからですね。

これは過給能力が最大限に発揮された状態のエンジンスペックであって、
0-100を測る時などはターボラグまで考慮しなければなりません。

IS200t発進時のエンジン性能曲線
~経験上から考察する~

ここで作成したIS200tのエンジン性能曲線は、ターボラグが考慮されていません。

発進加速性能を調べます。

話は変わりますが、私は現在レガシィDITに乗ってます。

レガシィはターボです。

もちろんターボラグはあります。

エンジンスペックは
300PS/5600rpm
400Nm/2000-4800rpm
となっています。

うぉ!2000rpmで400Nmかよ!
ってなりますけど、
これはターボが効いた状態でのトルクです。

ターボラグ中、つまり、発進した瞬間の2000rpmでは、400Nmも発揮されません。

自分のレガシィDIT

実際に、全開加速をした時の経験からすると、
レガシィで停止状態からアクセルを全開にした場合、
2500rpm程度まではおとなしいです。

2500-4000rpmでパワーが非線形に立ち上がり、
4000rpm以降はリニアに加速が伸びてレブリミットまで回るという感じです。

つまり、発進加速性能では、
2000rpmからトルクが400Nmも発生してないことになり、
これはターボ車すべてに言えて、
IS200tも例外なく当てはまります。

ターボラグと言われますが、加速の優劣つけるにはターボラグを、
どうやって考察に盛り込むかが重要になってきます。

レクサス IS350とIS200t

ターボラグのシミュレーション

ターボラグまでメーカーは発表していないので、経験からの推測になります。

ターボの過給能力は、排気ガスの量に影響します。

排気ガスが多いと、それだけタービンは加速する。

排気ガスの量は、エンジン回転数に比例する。

つまり、レガシィで考えれば、
スペック上、ターボが完全に効くのが2000rpmです。

実際にターボが効き始めるのは2500rpm
完全にターボが効くのは4000rpmです。

つまり、比率で言えば、
ターボが効き始めるのは、スペック上ターボが完全に効く1.25倍の回転数。

ターボが完全に効くのは、スペック上のターボが完全に効く2倍の回転数。

経験上からこうした推定が可能になりました。

では、ターボが効くまではどんな性能曲線かということになりますが、 これは仮想的に自然吸気のエンジン性能曲線に従います。

レクサス IS350とIS200t

IS200tに適用

IS200tの場合、
ターボが完全に効くエンジン回転数は1650rpmです。

これを基準に、
ターボが効き始めるのは1650×1.25=2062.5rpm
ターボが完全に効くのは1650×2=3300rpm
となります。

2062.5rpm以下では、2.0LのNAエンジンと同じ特性です。

これがIS200tのターボラグですね。

2.0LのNAエンジンとして、スバルBRZを例にします。
※直4 2.0Lハイオク仕様と言うことで、アベンシスを例にしたかったですが、
エンジン性能曲線が公開されていないため、
トヨタの関与する2.0LハイオクエンジンでBRZを選択しました。

BRZ

ターボラグ最中のエンジン性能曲線

実際ターボ車に乗ったことのある方は経験があると思いますが、
ターボラグの後、加速の立ち上がりはエンジン回転数に対して非線形ですよね?

トルクの立ち上がりは、
エンジン回転数に比例すると考えましょう。

そうなると加速に影響する馬力はエンジン回転数とトルクの積に比例します。

つまり馬力は、トルク自体がエンジン回転数に比例するなら、
トルク×エンジン回転数=定数×エンジン回転数×エンジン回転数となり、
馬力がエンジン回転数の2乗に比例することになります。

つまり、体感的に感じる、
エンジン回転数上昇に対して非線形な加速の立ち上がりを数式とグラフで再現できたことになります。

ようやく、ターボラグを考慮した、
IS200tの発進加速時のエンジン性能曲線を導くことができるようになりました。

ターボラグを考慮したIS200tエンジン性能曲線

ターボラグを考慮したIS200tの性能曲線が完成しました。

レクサス IS350とIS200t

性能曲線の詳細を説明しますと、2060rpmまでは、スバルBRZの性能曲線になっています。

ターボが十分効くであろう3300rpm以降は、IS200tの性能曲線になっています。

2060~3300rpmでは、トルクはエンジン回転数に比例して立ち上がるという仮定を入れました。

これにより、ターボが立ち上がる時、
出力はエンジン回転数の2乗に比例して立ち上がるグラフが出来ました。

これは、非線形に立ち上がる加速感から、おおよそ妥当な推論と言えます。

IS350とIS200t発進加速性能

停止状態からアクセルを全開にした場合、
IS200tはターボラグが生じるため、
1速での加速では、「ターボラグを考慮したエンジン性能曲線」が適用されます。

エンジン性能曲線を見比べます。

IS350
フォレスター

IS200t(ターボラグを考慮)
フォレスター

全開発進加速の1速では、ターボの低速トルクが発揮されず、
IS350が圧倒的に速いことが分かると思います。

次に、シフトアップされ、2速になれば、ターボは十分効いているため、
IS200t本来のエンジン性能曲線が適用されます。

しかし、2速になれば、すでに両車はエンジン回転数が、最高出力回転数近傍で加速します。
よって、最高出力が大きな要になり、やはりIS350の方が加速はいいでしょう。

IS350

フォレスター

IS200t

フォレスター

同様に考えれば、3速以降、IS200tはIS350に追い付けないと予測できます。

IS200tの長所は?

全開加速をすればIS350に追い付けないですが、
IS200tには、実用域においてIS350と同等の性能を発揮する場面があります。

ここからが一般的に言われるターボ車の低速トルクの話ですね。

例えば2000rpmで高速巡航中に、追い越しを掛けるとき、
この時はすでにターボが効いています。

つまり、この時のエンジン性能曲線は、IS200tは本来のエンジン性能曲線に従うと言えます。
例えば加速時にエンジン性能曲線を見比べると、
通常の加速で使う2000-4000rpm程度では、
IS350とIS200tの性能に差が無いことが分かります。

ここが、IS200tが3.5L相当のエンジンと言われる理由ですね。

ただし、踏み込み量が大きく、高回転目で回せば、
前述の通り、最高出力差でIS350が圧倒的に速くなります。

この時、IS200tは、2.5L相当の加速力で終わってしまいます。

まとめ

IS200tは2.5L相当か3.5L相当か?
0発進の全開加速時、
2.0Lの加速
→非線形な立ち上がり
→3.5Lの立ち上がり
→パワーにピークは2.5L

高速巡航時の追い越し加速
3.5Lと同等の加速
→踏み込んでエンジンを回せば、2.5Lのパワー。

結局は、
2.5Lのパワーで頭打ちになる3.5Lエンジン
または、
3.5Lの立ち上がりを持つ2.5Lエンジン
と言うことができます。

エンジン性能そのもので優れるのはIS350です。
どの領域でもIS200tより優れるでしょう。

しかし、実用域でIS350相当の性能が得られ、
燃費もいいとなると、IS200tも選択肢の入ってくると思います。

カテゴリ:クルマの性能評価


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