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内燃機関エンジン排気効率によって変わるトルクの出方
- 内燃機関エンジンの排気とトルクの関係について解説します。エキパイの形状やサイレンサーの特性がトルクに与える影響について説明します。
- エキパイの形状とトルクの関係について詳しく解説します。エキパイを細くすると低速トルクが向上し、太くすると高回転向きになります。
- エキパイの形状と排気効率の関係について解説します。細く長いエキパイが排気効率を向上させ、太く短いエキパイが排気効率を低下させます。
- okwave7722taro
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- バイク・原付自転車
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元AT屋です。 そもそもに立ち返ると、 低速トルク(低回転トルクのことですよね)=「気筒内の燃焼圧」です。 ピストンが上死点に行きつくその手前で点火して、爆発して、ピストンを押し戻す、 押し戻す時に燃焼圧がピストンを十分に押し切っていないうちから排気バルブが空いたら、力が抜けてしまう、一瞬踏みとどまる何かが必要で、それが排気抵抗。その排気抵抗を稼ぐためにエキパイを絞る、そういう理屈だったと思います。 ですから排気バルブが開いた直後(直の下流側)の排気抵抗が上がって、その後でスムーズに流れるのが「低速トルクだけ」を見れば、有利になります。排気バルブが開いた直の下流だけ排気抵抗、その後はスムーズ。排気の流速を早めること自体は、実はトルクには無関係です。 だから本当にざっくり言えば、ご質問者様の仰るとおりかな、90年代のバイクなら。 「90年代のバイクなら」です。 燃焼圧を調整する方法として、「進角の制御」があります。つまり点火タイミングの調整。ATでは変速タイミングに合わせて電子制御でこの進角を調整することで、エンジントルクを一瞬落としてから変速させます。 実はこの点火タイミングって、めちゃめちゃトルクに効きます。本当は燃焼圧に関わる要素として燃料噴射量もあるのですが、追従性が良くないため、点火タイミングで調整しているんです。逆に言えば点火タイミングの制御だと、1/1000秒単位で追従性があって、トルクも目に見えて変わります。排気抵抗なんかとは比較にならないくらい効きます。 今の高度に電子制御化されたバイクでは、おそらくバルブタイミング、点火タイミング、燃料噴射量全てを制御しています。そんなバイクのマフラーをそのまま換えたら、多分センサーがそれを検知して、点火タイミングを変えると思います。低回転トルクUPはエンジン耐久性の敵ですから(低回転で潤滑が低い状態でトルクが上がると各部の摺動が厳しくなる)、すぐにECU安全側にタイミングを変えると思います。 ご質問者様の仮説を、実車のトルクUPで実証するのは多分無理だと思います。(逆にトルクダウンで証明することは出来るかもしれません) 少し前にCBR250に試乗しましたが、ボア&ストロークが同じなのに、明らかに90年代のCBR250よりも出だしのトルクが上がっていました。 これは相当の進角制御が入ってるなあ、と思いました。 ご参考までに。
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- usaginounagiya
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その理論で生まれた商品がAPEXiのパワーボール というエキマニです。 自動車用ですけどね。 4気筒分のエキパイの集合部に１ウェイのバルブ構 造にして一定の排圧を稼いで、トルクを得ようとい うものです。 NAエンジンの場合、太く短くすると排気速度が速く なり、排気バルブが閉じきる前に、吸気側から入っ てきた混合気が吸い出され、空燃比率が薄くなるこ とで想定の爆発力が得られない上に、混合気がマフ ラーの中で爆発するアフターファイヤが発生します。 爆音マフラーにしているお馬鹿さんが無駄にフカし ていると、よくなりますよね。 これを防ぐために、排気抵抗が必要になります。 ですが、では細く絞って排気抵抗が出来ればそれで 良いわけでもなく、結局はどこが着地点になるのか はシャシダイを使いながら探っていくしかありません。 低速トルクが...とか、高回転が...というのはありません。 そういうのはまた別の話になります。 排気抵抗が無い方が良いのは過給機、つまりターボエン ジンに限った話です。 回転どうこうは、最初から決まった回転数しか得られま せん。 14000回転回るエンジンを積んだホンダのホーネットに、 爆音マフラーを付けると、出足からスカスカで全然走ら なくなります。 ＮＡエンジンか過給機付きエンジンか......というところで 別れますので、低速トルクだの高回転だのは関係ない話 になります。 トルクに関しても、マフラー交換程度で上がったり下が ったりはしません。 ま、強いて言えば、後先考えずにホイホイとマフラー交 換だけをしたがる日本人は、ほぼほぼデチューンドにな っています。 排気部分をパーツ交換するなら吸気側もセットでしないと 意味がないんですよね。 あなたもマフラー交換だけしか言っていませんが、吸気の 方もシッカリと考えて下さいよ。 で、どこで絞るのか？ですが、別に絞らなくても構いません。 サイレンサー内は消音と排ガス浄化のための触媒が入っており、 トラップ構造になっています、こういうところでも絞り効果は あるからです。 所詮、マフラーの効果というのは大したものはありません。 それよりもバルブの開閉時間や燃料の噴射量を変えた方が 遥かに体感できる効果があります。 デチューンドにならないようなマフラーを使っていれば、 どこで絞りが入ろうが、微々たる差でしかありません。 バイクだと、普通はタイコ部分で調整しますよ。 バッフルみたいなのは爆音マフラーで使います。 そういうマフラーを買っている時点でアウトだと思います。 エキパイの曲げ方などもありますし、絞るだけが能ではな いということです。 わざと抜けが悪くなるような曲げ方にすることで、排圧を 稼ぐ場合もあります。 ただ、あなたもそうですがマフラーにしか注目しないので は、交換する意味ってありませんよ。 ホントにデチューンドにしている輩とやっていること、知 りたいことは一緒です。
お礼
勿論吸気のセッティングや燃調で出力が変わるのは承知していますが、あくまで「流速」がもたらす出力の変化がどういったものか、というのを知りたかっただけです。さらに、気筒数やターボの有無などによっても違いが色々あるでしょうから、小排気量の単気筒という前提でのお話でした。 あなたの答えは「マフラーの効果は大したものではない」という風におっしゃっていますから、そういうものだと解釈しました。 ただ、私の感想ではありませんが、マフラーだけ変えている（勿論政府認証）人が「トルクが細くなった」「上まで回るようになった」や、「トルクモリモリのエキパイ（細い）」という感想をよく耳にするので、気になっただけです。（「政府認証≠必ず出力に長けている」でしょうけれど）
- chachaboxx
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具体的には、燃焼室や吸排ポートの形状やサイズ、エキパイ径や長さ、サイレンサー構造や容量、気化器構造 この辺が静的要素。 動的要素としては、混合比やスロットル加速度、負荷率や常用回転数、気温湿度や排気速度(ピストン速度) 等々。 これが多気筒になるとさらに複雑になり、排気が集合管になるとさらに。 昔の2スト多気筒でバランス悪いときなどは殆んど無理やり回っている状態が普通でした。 話を戻すと、吐き出した未燃焼ガスを如何に適当に燃焼室に戻せるかが肝ですね。 馬力は回転数が上がらないとダメなのでさっさと排気させて、足らない燃料と酸素はブーストしてフォローとなります。 基本、トルク感は少し濃い目がいいのですが、吹け上がり感は薄めがいいので、その時の走りの好みも動的要素になります。 つまり、自分好みは自分にしか解らない ということになります。 危なくない範囲で試行錯誤するのが手っ取り早いですね。
お礼
分かってはいましたが、やはり色々な要素が絡んでくる話なので、「こうだ！」という答えに簡単にたどり着ける話ではないのですね。 ＞吐き出した未燃焼ガスを如何に適当に燃焼室に戻せるかが肝ですね 随分昔に見聞きした話なのでうろ覚えですが、排気管内を出ていったガスが、隔壁（多段膨張であれば）等で反射してきて、オーバーラップ時等に吹き抜けてしまった未燃焼ガスを押し戻してトルクを稼ぐ（低下を防ぐ？）という話がありました。それで排気管の長さや太さ取り回しで噛み合う回転数が決まって、それがマフラー設計者のセッティングだと……
お礼
具体的なお話をありがとうございます。何かのコラムを読んでいるかのようで、とても面白いです。