後方排気が主流にならない理由

質問

モーターサイクルのエンジンを見ているとシリンダーの後方に吸気口、前方に排気口があるものがほとんどです。
なぜこのレイアウトが主流なのでしょうか?

前に向かって走るわけですから、前方から吸気して後方に排気したほうが空気の通りが効率的だと思うのですが、わざわざ逆にしているのにはどんな理由があるのでしょうか。
ヤマハTZR250Rなど、ほんの一部の車種に後方排気がありましたが主流ではありません。
製造コスト以外に後方排気が主流にならない理由があれば教えてください。

回答No.7

Fazer

4ストのエンジンでは後方排気は管長が短すぎてかえって効率が悪いのです。
motoGPの車両などは、わざわざエキパイにとぐろを巻かせて管長稼いでるものもありますから。

ついでにキャブやインジェクションをエンジンの前に設置すると、冷えすぎてしまうのです。
うまく燃料噴射できず結局これも効率ダウン。
そんなわけで後方排気はあまり良いものではなかったのです。

回答No.6

inu2

後方排気なのはTZR250（並列二気筒 型式3MA 98～90年式）ですね
TZR250R（V型二気筒 型式3XV 91～99年） だとV型ですので後方排気ではありません

2ストの場合は排気脈動をコントロールする上で、曲がりの無いエキパイのほうがチャンバーの効果を発揮できることは確かです。
TZR250（3MA）は当時の市販レーサーであるTZ250で採用されていた後方排気の技術をそのまま市販車にフィードバックさせたものですが、時代的にはV型が主流になりつつあったため、91年のフルモデルチェンジの時に 並列からV型にエンジンを変えたことで自動的に後方排気ではなくなりました

後方排気でチャンバーをストレート形状にした場合のメリットよりも、キャブボックスやエアクリーナーの容量が小さくなったことで空燃比が調節しずらくセッティングが出しにくくなってしまうとの結果のようです
街乗りを主体とした一般市販車ではどんな状況でも走行できるような状態のセッティングにしなくてはならずかなり不利な条件となります

つまり、後方排気で得られる性能向上は微々たるもので、後方排気レイアウトにした場合に他の要因（主に吸気）が悪くなる
レイアウト上、エンジンを多少なりとも後方に移動させなくてはならず、ハンドリングに影響を及ぼす
結果としてトータルの性能を上げられない
という結果に至ったようです
（＊WGP500時代のV型4気筒の場合は、後ろ2気筒は後方排気、前2気筒は前方排気のレイアウトでしたがエンジンの大きさや形からいって後ろ2気筒が後方排気でも良かったからです）

4スト並列4気筒のエンジンならばキャブも4個エアクリーナーも大きめのものになりますのでかなり大きめになりますので後方排気にする場合は、同様にキャブやエアクリーナー等を前方にもっていかなくてはならずかなり後ろにエンジンを移動させなくてはなりません

重心の位置がかわりハンドリングに大きく影響します
エンジンの性能だけを追求すれば後方排気に部がありますが、ハンドリング性能が悪ければ結果的に乗りにくいバイクになります
4ストの場合はエキパイ～サイレンサーまでをまっすぐに出来たとしても、正直言って誤差範囲とも言える程度の性能向上にしかなりません、それよりもどのタイミングで（エキパイの長さ）集合させるかのほうがよっぽど性能向上につながります
最近では、逆に「曲がり」を利用して排気干渉などを計算してより効率の良いものに出来るとの事ですよ
その証拠に最近は ぐねぐね曲がってシートの下にサイレンサーが来るようにレイアウトされているSSも多く見られますよね

回答No.5

pastorius

前方吸気にするとゴミを吸い込むそうです。レースをやってた人が、シリンダーに石ころが入ったと言ってました。
少なくとも前輪の真後ろなんて場所に吸気口があってはイケナイのだそうです。

回答No.4

blue1200

主に重心位置と、レイアウトの関係からではないでしょうか。
最近のバイクを見ると、エンジンの搭載位置をより前にし、スイングア－ム長さを長く取っている事が分かります。
このレイアウトを実現させる為にはシリンダ－の前にキャブが有ったのでは無理があります。
４気筒にしても、キャブの重量はたかが知れていますので、キャブ、エア・ダクト等でスペ－スを取られ、もっとも重いエンジンが後ろに行ってはデメリットのほうが大きくなってしまいます。

そもそも、後方排気にしてもキャブからマフラ－へ真っ直ぐ空気が流れる訳では有りませんし、台上試験で得られる僅かなメリットの為に走行性能を犠牲にしては本末転倒です。（マフラ－は真っ直ぐのほうが有利）
それに実車では、エンジン前側は前方からの砂塵が有りますし、直接走行風を取り入れたのでは燃調が不安定になります。
現在のレイアウトは、バイクに合っているという事では？

ボ－トの船外機等は、カバ－を外すと２/４サイクル共キャブが前向きになっていますよ。
排気は全て水中排気なので、下方排気ですが・・

回答No.3

nrb

排気圧との関係も書かないと行けなかった

ヤマハTZR250R（２サイクル）は排気圧力は無いほうが充填効率が上がります

しかしならが、４ストさんはある程度排気圧は無いと駄目なんですね

したがって４ストは後方に吸気口、前方に排気口がパワーが上がるのです

回答No.2

oo14

後方排気のほうがエキパイは圧倒的に作りやすく高性能になりますね。
しかし、レスポンスのためバルブの直近におく必要のあるキャブレターとエアクリーナを置く場所がない。内燃機関であるエンジンは冷却しないことにはサイクルがなりたちません。排気側の冷却と低速トルク確保のためのある程度のエキパイの長さと容量を考えると前方排気は必然のような。かの水平対向のＢＭＷとかでも前後上下どうでも配置できそうなエンジンでもキャブは後ろで排気は前ですね。あの場合精密なキャブが前に来ると。ちょとぶつかったり転んだだけでも壊れてしまいそうですね。それでも排気バルブ、エキパイの均等冷却とライダーの火傷を考慮したらあんな配置になるんでしょうね。

回答No.1

nrb

吸気圧との関係ですね

前方から吸気すると、スピードによって吸気圧が変わります
２ストは吸気圧により燃焼後の排ガスを外へ吐き出します

したがってヤマハTZR250R（２スト）は前方に排気口の方が、排ガスが残る量が少なくなります

所が、今は２ストが・・・・・・消えていく運命？？？？？・

４ストになると、構造が違います
排ガスは、ピンストの上昇運動により外に排出されるのです

　また燃焼との関係に深く関係があります
　バイクは、・・・・が殆どですよね

　吸引式のキャブレターの場合、吸気圧や気温、は湿度などをによりセッチングが変わります

　そう、だから後方に吸気口の方が吸気圧の変動が少ないです

　ヤマハTZR250R（２スト）はレース用のセッチングですから・・・あまり低速では・・・・あわせませんよね

　でも普通バイクは町乗りですから・・あらゆるスピードで走ります
　ので後方に吸気口が有利です

　コスト的にも吸気圧が変化少ない方がコストが安くなるっのもあると思います

お礼

吸気圧によるものですか。
ご回答ありがとうございます。