直4(ちょくよん)
シリンダー(混合気が爆発してピストンを上下させている筒)が4本あり、それらが一直線に並んでいる「直列4気筒エンジン」を縮めて“直4”と呼んでいる。バイクを正面から見るとシリンダーが横一列に4本並んでいる形式が多く、4本のエキゾーストパイプが出ているので、すぐに見分けはつくだろう。 シングル(単気筒)、ツイン(2気筒)のラインナップが少ない大排気量クラスでは直4がメジャーなエンジン形式といえる。中型クラスでも、ヤマハXJR400Rなどに採用されている。シングルと比べると吹け上がりはなめらかで、振動も少なく、ハイパワーなバイクに採用されることが多い。インライン4ともいう。
【関連用語】シリンダー シングル マルチ Lツイン V型エンジン
直列4気筒
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2024/08/26 03:24 UTC 版)
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直列4気筒(ちょくれつよんきとう)とは、レシプロエンジン等の形式の1つ。シリンダーが1列に4本配置されているものを指す。当記事では専らピストン式内燃機関のそれについて述べる。
自動車での4気筒エンジン
乗用車・商用車
現在の乗用車において最もオーソドックスなエンジン形式である。ミラーサイクルを採用して燃費を最重視した100馬力未満のものから、ターボチャージャーを採用して400馬力以上を発生するハイパワーモデルまで幅広くカバーしている。排気量としては1.0Lから2.5L程度のものが一般的である。
6気筒以上の方式に比べると二次振動が問題とされやすく、二次振動を低減するために排気量の大きい(おおむね2.0L以上)直4エンジンではバランスシャフトが採用される。このバランスシャフトは、互いに逆回転する2本一対の錘付きシャフトをクランクシャフトの回転数の2倍の速度で回転させることで二次振動を相殺するが、それでも完全に振動を消すのは難しいため、従来直4は小~中型の大衆車への採用が一般的であった。しかしエコ意識が高まっている昨今は直噴化によりノッキング問題が緩和されたこともあり、6気筒・8気筒が当たり前であった高級車や大型車にも直4ターボを採用する事例[1](→ダウンサイジングコンセプト)はもはや珍しくなくなってきている。一方で長らく直4がカバーしてきた1.5L前後の排気量を直列3気筒に置き換える例も増えてきており、直4の方もダウンサイジング化の波に晒されている現状がある。
市販された自動車用ガソリンエンジンで最も排気量が小さい直4は、1963年発売の軽自動車ホンダ・T360の354ccである。軽自動車規格の排気量が660ccに変更されてからもこのクラスの直4は量産されていたが、燃費にシビアな時代背景から熱効率面で勝る直列3気筒へ移行が進み、2013年1月の2代目三菱・パジェロミニの販売終了を持って絶滅した。
逆に直4のディーゼルエンジンでないもので最大排気量のエンジンは1961年のポンティアック・テンペストの3,188cc(195ci)エンジンである。また1970年代以降は三菱自動車がランチェスターの法則で知られるフレデリック・ランチェスターが考案したランチェスター・バランサーをベースに、サイレントシャフトと呼ばれる独創的なバランスシャフトを開発し、三菱・ジープや三菱・スタリオンで2,555ccを実現。後にこの技術を採用した1990年代のポルシェ・968は2,992ccまで拡大している。
なお火炎伝播の問題からボア径に限界があるガソリンエンジンと異なり、トラック等に多用されるディーゼルエンジンでは気筒あたり1,000ccを超える大排気量の直4も使用されている。かつて路線バスは無過給の直6エンジンが主流であったが、排ガス規制強化によって直4ターボエンジンへの置き換え[2]が進んでいる。
競技用車
WRCやWTCC、World RX、TCR、GT500、BTCCなど市販車をベースとするメジャーレースでは、ベース車両の都合や自動車メーカーの販促などのため、1.6〜2.0L程度の直4ターボを規則で指定する場合が多い。またF3やスーパーフォーミュラのような純レーシングカーでも市販車のエンジン、あるいは上記のような市販車ベースのカテゴリからのエンジンの流用を前提としている場合は直4ターボが指定される場合もある。
GT500及びスーパーフォーミュラの統一規格Nippon Race Engineも直4ターボである。
気筒数を自由に選択できるカテゴリであっても、市販車からの流用による開発コストの低さや軽量・コンパクトな特性が好まれて、直4が採用されるケースがしばしある。直6をブランドアイコンの一部とするBMWも、競技では軽量さやエンジン配置の自由度の高さから直4を用いることの方が多く、グループAのBMW・M3やスーパーツーリングの318i、スーパー2000の320iなどが直4で公認を取得し、各地で猛威を振るった[3]。
F1では1950〜1960年代半ば、特に最大排気量が1.5リッターに制限されていた時代に直4がよく採用されていた。DFVエンジンを中心としたV8の流行により一時は消滅するが、1970年代末にターボ技術が登場したことで復活。1983年にはネルソン・ピケがBMW製直4ターボでドライバーズチャンピオンに輝いた。ターボが禁止となる1989年までには、決勝仕様で1,000馬力以上、予選仕様で1,300〜1,400馬力ほどに達していたとされている。
プロトタイプレーシングカーでも古くから直4ターボの採用は多く、IMSAで無敵に近い戦績でタイトルを獲得したイーグル・MkIII、セブリング12時間レースを制覇したマツダ・RT24-Pなどが知られる。
インディ500の歴代最多優勝エンジンは、27勝を挙げた自然吸気の直4である。オッフェンハウザー社が制作したこの4,200ccのDOHCエンジンは「オフィー」という愛称で知られ、1930年から1970年代のDFVエンジン登場までの間、長らく活躍し続けた。
オートバイでの直列4気筒
オートバイ(二輪)業界では慣例で横置きでシリンダーが横並びになる見た目から、『並列四気筒』とも呼ばれている(ただし厳密な意味での並列四気筒だとクランクシャフトが四軸あるエンジンになってしまうため、本来ならば俗称に近い)。いわゆるロードスポーツモデルを中心に、排気量250ccから1,400ccまで存在する。
市販オートバイ史上最も小さな直列4気筒エンジンは、モト・グッツィが製作した231ccのBenelli/Moto Guzzi 254である。レース専用車両では1960年代にホンダが125ccのRC146を製作、後に世界最小の直列5気筒エンジンである125ccのRC148/149の製作に繋がっている。逆に、市販オートバイで現在のところ史上最も大きな排気量のものはカワサキ・ZX-14Rの1,441ccである。
古くは1910年代に縦置き直列4気筒を搭載したヘンダーソン・モーターサイクルの事例が存在するが、近代的な直列4気筒を最初に搭載したオートバイは1966年にMVアグスタが発売したDOHC2バルブのMV600である。しかし、MV600の生産数量は限られており、1969年にホンダが発売したSOHC2バルブのホンダ・ドリームCB750FOURが実質的に近代的な直列4気筒を最初に搭載したオートバイとすることが多い。このCB750FOURの爆発的なヒットが、その後のオートバイ用エンジンの主流が直列4気筒に移る契機となった。
今日ではクルーザー型オートバイやオフロードバイク、スクーターを除いて、ほとんど全ての形式のオートバイが直列4気筒を搭載している。特に、高速高性能を売りにしたフラッグシップ系のモデルはほぼ直列4気筒と言っても良い。なおBMWなど一部のメーカーは縦置きエンジンの直列4気筒を販売しているが、その他のメーカーはほぼ全て横置きエンジン形式である。
2ストローク機関においては、1954年にスペインのデルビがモンジュイック24時間耐久レース用のロードレーサーのデルビ・4を製造しているが、エンジン破損でリタイアし、その後市販車両が発売される事もなかった。ロードレースにおいてはヤマハの500ccワークスレーサーYZR500による採用が著名で、1973年のOW20から1981年のOW53まで[4]この形式が採用された。1976年には500ccのOW23をベースに750ccにボアアップされたYZR750(0W31)も登場[5]、市販ロードレーサーのTZ500/TZ750としても市場投入された。
四輪の軽自動車などにおいては低回転域のトルク特性などを考慮して直列3気筒にエンジンの主流が移っていった経緯があるが、オートバイにおいてはある程度までそれを犠牲にしてでも高回転域を重視したセッティングを行えるため、パワー特性と製造コストの兼ね合いから最もバランスの取れた直列4気筒が広く用いられるエンジンとなっている。
なお、2009年のヤマハ・YZF-R1はクロスプレーンクランクシャフトを採用、不等間隔爆発とした直列4気筒エンジンを搭載し、クランクシャフトの慣性トルクに影響されないダイレクトなコントロール性を得ている。これは、2004年より競技(MotoGP)用のヤマハ・YZR-M1において採用されたコンセプトの市販車へのフィードバックによるものである。[6]クロスプレーンクランクシャフトはスズキ及びカワサキといったヤマハ以外の直列4気筒エンジンのMotoGP参戦車両にも採用されている。
2気筒同爆エンジン
4ストロークの通常の直列4気筒エンジンは、180度ずつ位相をずらして点火タイミングが720度中1-3-4-2(1-2-4-3の例もあり)の順で等間隔に点火される。これに対して、2ストローク2気筒同爆エンジンでは360度中1-4と、2-3の2気筒ずつが等間隔で同時に点火される。
高出力化には90度間隔で1気筒ずつ点火した方が有利だが、ピストンの往復が1-2気筒と3-4気筒で対称にならず1次の偶力振動が発生してしまう。2気筒同爆レイアウトでは4ストロークと同じく1次振動が発生せず、また均等爆発2気筒エンジンと同様の力強いトルクが得られる特性になる。
呼び方について
他の直列エンジン同様、「インライン4(フォア)」、「i4」、「ストレート4(フォー)」、「S4」、「L4」、「直4」など様々な俗称が存在する。また車体の進行方向に対して縦向きに搭載されるエンジンを「直列4気筒」、横向きに搭載されるエンジンのことを「並列4気筒」と呼び、区別する場合もある(正確にはどちらも直列エンジンである)。
脚注
- ^ 日産・スカイラインやトヨタ・クラウン、シボレー・カマロなど
- ^ ジェイ・バス製の路線バス車両(エルガ・エルガミオ・ブルーリボン・レインボー)がそうである。また、同社製の観光バスタイプの車両(セレガ9m仕様・メルファ・ガーラ9m仕様・ガーラミオ)も、直4ターボに置き換えられた。
- ^ From sporty road car to the WTCC: the BMW 320si.
- ^ マシン一覧(500cc) - バイクレース - ヤマハ発動機株式会社
- ^ YZR750(0W31) - バイクレース - ヤマハ発動機株式会社
- ^ モーターファン・イラストレーテッドVol.4 p.077
関連項目
直列4気筒
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2017/08/31 02:51 UTC 版)
「BMWのエンジン型式一覧」の記事における「直列4気筒」の解説
1960年-1987年 1.5-2.0L M10/M12 1986年-1991年 2.0-2.5L S14 for M3 (DOHC) 1987年-1995年 1.6/1.8L M40 (SOHC) 1989年-1996年 1.8L M42 (DOHC) 1991年-2002年 1.6/1.8/1.9L M43 (SOHC) 1996年-2001年 1.9L M44 (DOHC) 2001年-2006年 1.6L (クライスラーと共同開発) 2001年-2003年 1.8/2.0L N42 (2001年インターナショナル・エンジン・オブ・ザ・イヤー入賞) 2004年- 1.8/2.0L N46 2004年- 1.6L N45 2006年- 2.0L N45 2006年- 1.6L N14 Prince (PSAと共同開発), 90 kW (122 PS), 160 Nm (118 ft·lb) 2006年- 2.0L N43 ディーゼルエンジンもあり。 2011年- 2.0L N20 2011年- 1.6L N13 2012年– 2.0L N26 2013年– 2.0L B48
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直列4気筒
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「スズキ・エンジン一覧」の記事における「直列4気筒」の解説
スズキは1977年に直列4気筒の生産に着手したが、他社と異なりOHV方式の開発を経ずにOHC方式のみの生産を行っている事が特筆される。 スズキ・F型エンジン — 0.7–1.1 L 直列4気筒F6B型 — 0.7 L (658 cc) DOHC 16バルブ1990.07–1998.10 スズキ・セルボモード CN/CP21S/22S/31S/32S型 F8A型 — 0.8 L (797 cc, 62.0 x 66.0 mm) SOHC - スズキ初の4ストローク自動車用エンジンでもある。1977–1981 ジムニー8 SJ20型、またはLJ80/81型 1977–1979 キャリイ(輸出仕様) ST80型 1979–1985 キャリイ(輸出仕様) ST90型 1986–1987 キャリイ(輸出仕様) SK408型 1977–1978 セルボ (チリ仕様) SS20型 1991–現在 大宇・ダマス/ラボ/アティーボ (バッジエンジニアリング車のシボレー・CMV/CMPも含む) F10A型 — 1.0 L (970 cc/59 cu in, 65.5 x 72.0 mm)1979–1982 スズキ・SC100 (SS20型輸出仕様) 1982–1985 ジムニー1000/SJ410/サムライ1.0 (SJ40型輸出仕様、インドのマルチ・ジプシー、パキスタンのスズキ・パトワールも含む) 1983.01–1986? スズキ・ST100 (ST30型輸出仕様) 1986–1999 スズキ・スーパーキャリイ SK410 / ベッドフォード・ラスカル / ボクスホール・ラスカル / フォード・プロント / ホールデン・スカリー(いずれもDA71T型輸出仕様) 1988–2010 カルタス/スイフト/Forsa SF410 (2代目AA44S型の新興市場向け仕様のみに設定) 2000–2012 アルト RA410 (HA12型パキスタン仕様) 1990–1994 マルチ・1000 (カルタスエスティームAB34S型インド仕様)970 ccのF10Aエンジンの他に、870 cc (62.0 x 72.0 mm, LJ462Q型)や1,051 cc (65.5 x 78.0 mm, LJ465Q型)としたエンジンが、中国では幅広い車両で用いられている。 F10D型 — 1.1 L (1,061 cc, 68.5 x 72.0 mm)。この4気筒エンジンを元に796 ccとしたものがF8D型である。2000–2012 スズキ/マルチ・アルト (HA12型インド仕様) 1999–現在 スズキ/マルチ・ワゴンR (99-10 CT21S型、10-現在 MC21S型インド仕様) 2006–現在 スズキ/マルチ・ゼン エスティーロ (MF21S型インド仕様) スズキ・G型エンジン — 1.0–1.8 L l4G10B型 — 1.0 L (993 cc) SOHC 16バルブ1993–2006 マルチ・ゼン 2011–現在 カルタス ユーロII (AA44S型 パキスタン仕様) G12型 — 1.2 L (1196 cc) SOHC 16バルブ2010–現在 マルチ・イーコ (ユーロ4適合) G13A型及びG13BA型 — 1.3 L (1324 cc, 74.0 x 77.0mm) SOHC 8バルブ G13A - キャブレター仕様1984.11–1988 カルタス AB51S型 1984.11–1988 カルタス AB51B型 1986–1989 スズキ・サムライ(ジムニー輸出仕様) JA51型 1984–1991.11 スズキ・SJ413(ジムニー輸出仕様) JA51型 1985-1988 ホールデン・バリーナ MB/ML型 (豪/NZ) / スズキ・スイフト(AA41S型 GTi以外) G13BA - シングルポイントインジェクション(SPI)仕様1989 スズキ・サイドキック(エスクード輸出仕様)TA01型 1994–2000 マルチ・エスティーム / スズキ・バレーノ AH14S型 1989–1997 スイフト AA44S型 輸出仕様 1992–1997 ジオ・メトロ 1990–1995 スズキ・SJ413(ジムニー輸出仕様) JA51型 1989–1993 ホールデン・バリーナ MF/MH型 (豪/NZ) G13B型及びG13K型 — 1.3 L (1298 cc, 74.0 x 75.5mm) DOHC 16バルブ G13B 1986–1989 カルタス/スイフトGTi AA33S型 1988–1999 カルタス AA/AB34S型 1989–1999 スイフト AC34S型 DOHC G13K1988–1999 カルタスGTi AF34S型 G13BB型 — 1.3 L (1298 cc, 74.0 x 75.5mm) SOHC 16バルブ 1995–2007 スズキ・バレーノ(カルタスクレセント GA11S型 アジア・豪州仕様) 1998–2004 ジムニー JB32型 (ジムニーワイド JB33型 輸出仕様) 1995–2002 カルタス GA11S型 1998–2001 ジオ/シボレー・メトロ GA11S型 1999–2007 マルチ・エスティーム (カルタスエスティーム AB34S型 輸出仕様) 2000–現在 マルチ・ジプシーキング MG413W型 (ジムニー JA型 輸出仕様) 超軽量動力機 G15A型 — 1.5 L (1493 cc, 75.0 x 84.5mm) SOHC 16バルブ2000–2003 スズキ・ビターラ (エスクード TA01型 欧州仕様) 1995–2007 カルタスセダン(カルタスクレセント GA11S型 輸出仕様) 1998–2005 スズキ・エスクード TD02型 輸出仕様 2004–現在 スズキ・APV (インドネシア) 1995–2001 スイフト (カルタスセダン GC21S型 輸出仕様) 2005 スズキ・APV G16型 — 1.6 L (1590 cc, 75.0 x 90.0mm) - G16型は製造年により様々なバリエーションに区分される。 G16型 - SOHC 8バルブ・キャブレター仕様。最初に登場したエンジン。1989–1992 サイドキック (エスクード TA01型 輸出仕様) 1989–1992 カルタス SF416 (カルタス AA44S型 豪州仕様) G16A型 - G16を8バルブSPI仕様としたもの。この後キャブレター仕様もG16Aの名称へ移行。1993年以降は16バルブのG16Bへ切り換えられるが、例外的に日本市場のSOHC16バルブ仕様のみG16Aの呼称が継続して用いられた。1990–2004 エスクード TA/TD01型 TA/TD02型 1989–2001 ビターラ 8V (エスクード TA01型 欧州仕様) 1992–1994 ビターラ 16V (エスクード TA01型 欧州仕様) 1993–1999 カルタス SF416 (カルタス AA44S型 豪州仕様) 1995–2002 エスティーム (カルタスエスティーム AH14S型 輸出仕様) 1996–1998 スズキ・X-90 LB11S型 国内仕様 1996–1998 サイドキック (エスクード TA01型 カナダ仕様) 1996–1998 ジオ・トラッカー (エスクード TA01型 カナダ仕様) 2005–現在 APV (フィリピン・オーストラリア仕様) G16B型 - G16Aを元に、SOHC 16バルブ仕様に再設計したもの。SPI及びマルチポイントインジェクション(MPI)仕様のみがラインナップされた。1990– エスクード TA01R/W型 1995–2002 カルタスクレセント GA11S型 1992–1997 エスティーム (カルタスエスティーム AH14S型 輸出仕様) 1995–2002 バレーノ(カルタスクレセント GA11S型 アジア・豪州仕様) 1996–1998 ジオ・トラッカー (エスクード TA01型 カナダ仕様) 1996–1998 X-90 LB11S型 輸出仕様 1994 ビターラ 16V (エスクード TA01型 欧州仕様) G16ID型 - DOHC 16バルブ MPI仕様2005–現在 APV (インドネシア仕様) G18K型 — 1.8 L DOHC 16バルブ仕様。後述のJ18A型と同じものであるが、こちらの名称が使われている場合もある。 スズキ・J型エンジン — 1.8–2.4 L l4J18/J18A型 — 1.8 L DOHC 16バルブ EPI1996–2002 カルタスクレセントワゴン GC41W型 1996–2002 エスティーム (カルタスエスティーム AH14S型 輸出仕様) 1996–2000 エスクード/ビターラ/サイドキック TA01型 輸出仕様 J20/J20A型 — 2.0 L(1,995 cc) DOHC 16バルブ EPI1996–2008 エスクード TD51W/TD52W/TD54W型 1999–2002 エスクード/ビターラ/サイドキック (TD51W型 輸出仕様) 2001–2007 スズキ・エリオ (RB21S型 北米仕様) 2001–現在 スズキ・SX4 YB41S型 1999–2004シボレー・トラッカー (ジオ・トラッカー TD51W型 シボレー仕様) J23A型 — 2.3 L (2,290 cc) DOHC 16バルブ2001–2007 スズキ・エリオ (RB21S型 北米仕様) J24B型 — 2.4 L DOHC 16バルブ VVT2006–現在 グランドビターラ III (TD54W型 輸出仕様) 2010–2015スズキ・キザシ RE91S型 スズキ・K型エンジン — 1.0–1.6 L 直4K10A型 — 996 cc (60.8 cu in) (68.0 x 68.6 mm) DOHC 16バルブ。後にVVTやターボも採用された。 - K10Aには可変インテークカムタイミングと8.4:1の静的圧縮比が与えられた。ターボ版の最大出力は74 kW/ 6,500 rpm及び最大トルク122 Nm/3,000 rpmである。自然吸気版は70馬力である。このエンジンはその軽量さとトルク、最大出力のポテンシャルから、超軽量動力機やホバークラフトのビルダーに人気がある。1997–2003 ワゴンRワイド MA61S/MB61S型 1999–2010 ワゴンR+/ワゴンRソリオ/スズキ・ソリオ MA63S/MA64S/MA34S型 1997–2000 ワゴンRワイド (MA61S/MB61S型 欧州向けNA仕様) K12M型 — 1.2 L (1,197 cc) DOHC 16バルブ 85 PS (63 kW)2008–現在 マルチ・リッツ/スズキ・スプラッシュ(XB32S型 海外仕様) 2008–現在 マルチ・スイフト/マルチ・ディザイア (ZC71S型 インド仕様) K12B型 — 1.2 L (1,242 cc) DOHC 16バルブ2010–現在 スイフト (ZC71S型) 2001–2007スズキ・リアーナ (RB21S型 昌河鈴木による製造。中国市場専売) K14B型 — 1.4 L (1,372 cc) (73.0 x 82.0 mm) DOHC 16バルブ - この70 kW (95 PS)のエンジンは、2005年より(K12Bと共に)中国で製造され、長安汽車や江西昌河鈴木汽車(昌河鈴木)の車両に用いられている。2003–現在 昌河・アイデアル ?–現在 昌河・ランディ (キャリイをベースとしたミニバン、DA32W型 スズキ・エブリイランディに相当。) 2001–2007リアーナ a+ (RB21S型 昌河鈴木による製造。中国市場専売) ?–現在 昌河・ビッグディッパー - 初代MA61S型ワゴンRワイドをフェイスリフトしたもの。 2012–2018 スズキ・エルティガ 2010–現在 スイフト (3代目欧州仕様。ZC82S型) K14C型— 1.4 L (1371 cc) (73.0 x 81.9 mm) DOHC 16バルブ103 kW (140 PS)2017–現在 スズキ・スイフトスポーツ /スズキ・エスクード K15B型— 1.5 L (1,460 cc) (74.0 x 84.9 mm) DOHC 16バルブ 75 kW (102 PS)2018–現在 スズキ・エルティガ(2代目) 2018–現在 ジムニーシエラ JB74W型 スズキ・M型エンジン —1.3–1.8 L 直4M13A型 — 1.3 L (1,328 cc) DOHC 16バルブ VVT2000–2006 スズキ・イグニス (HT51S/HR51S型スイフト) 2000–2018 ジムニーワイド/ジムニーシエラ JB43W型 2004–2010 スイフト ZC11S/ZD11S型 M15A型 — 1.5 L (1,490 cc) DOHC 16バルブ VVT2000–2008 イグニス/スイフト (HT81S/HR81S型 国外仕様 99 馬力) 2004–2009 スイフト(ZC21S/ZD21S型 101 馬力) 2000–2005 イグニス/スイフトスポーツ HT81S型 (109 馬力) 2001–2007 エリオ RB21S型 M16A型 — 1.6 L (1,586 cc) DOHC 16バルブ VVT2005–2010 スイフトスポーツ ZC31S型(125 馬力) 2011–2016 スイフトスポーツ ZC32S型 (136 馬力) 2001–2007 リアーナ RB21S型 中国専売 (109 馬力) 2015–2020 SX4 Sクロス(117 馬力) M18A型 — 1.8 L (1,796 cc) DOHC 16バルブ VVT2003–2007 エリオ RD51S型 リアーナ GS 2004 (オーストラリア) (125 馬力)
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