●マフラーの「抜け」についてのひとこと

●現在はもうマフラー交換というのはアルミホイールの交換と同じくらいにごく一般的に浸透して

きたような気がします。それと同時にもはやマフラーは性能アップのためというよりもファッション

的要素の強いパーツになってしまった感もあります。

パイプ径もやたら太くなる一方、サイレンサーは小さくなって、とても排気効率と消音効率の両立を

考えているとは思えない製品が多くなっているように見えます。 個人的にはこれはあまり好きでは

ないのですが「商品」である以上は仕方ないのでしょうね。

 

●今回私が書きたいのは別にこうしたことではなく、よく「太いマフラーにすると抜けが良すぎて

低速トルクがなくなる」という表現についてです。

これはマフラーというよりもエキゾーストシステム全体で見なければいけないのですが、この表現は

ちょっとおかしいのではと常々思っています。

確かに太くすることによって見た目の管内の抵抗は減りますが、同時に排気ガスの量が少ない低回転、

低負荷域ではガスの流速が落ちます。 逆に細くすれば抵抗は増えますが、より少ないガスの領域で

の流速が上がります。 これはベンチュリー効果と同じで細い管ほど流速が上がるということです。

つまり、結論から言えばこの表現はむしろ逆で、低速トルクがなくなるのは抜けすぎるからではなく

流速が落ちることによりむしろ「抜けにくくなる」からだとも考えられます。

一般的に考えるとパイプは太いほうがよく抜けると考えるのでしょうが、エンジンは吸排気をして

いる、即ち呼吸をしているわけですから、そこには常に「流れ」が発生します。 とくに排気ガスは

吸気側とは比較にならないくらい高温、高圧なガスの流れであり、当然その流速もかなりのものに

なります。 重要なのはこの「流速」なのです。 より速い流速を確保できれば、そのガスの抜けた

あとにはより強い負圧を発生させることが出来ます。

この負圧による「吸い出し効果」が重要なポイントになります。これを利用したのが所謂「タコ足」

とか「集合管」と呼ばれるエグゾーストマニホールドですね。

 

●ここでエンジンがより強いトルクを発生するためにはどうしたらいいかということを考えると、

要はいかにシリンダー内に多くの混合気を取り込めるかという充填効率によって決まってきます。

つまり同じアクセル開度ならより多くの混合気を取り込めればそれだけ爆発エネルギーが得られる

という単純なものです。 さらにこれには効率のいい霧化、およびシリンダー内の撹拌効果も必要

ですから、そのためにもより速い流速が欲しいわけです。

そのためには排気ガスの流速で発生した負圧を積極的に利用して、シリンダー内に残る排気ガスを

積極的に引き出し、そのぶんより多くの混合気を取り込んでやることが重要です。

もちろん「過ぎたるは及ばざるがごとし」ですから、過度な抜けすぎは良いことはありませんが、

4ストの場合はまだバルブによって吸排気タイミングを制御しているので、これらとのバランスと

いうことになると思います。

 

●つまり太いエキゾーストパイプだと低速時のように排気ガスのエネルギーが弱い領域では充分な

流速が発生できず、シリンダー内の新気と排ガスの交換効率と混合気の撹拌効率が落ちてしまい、

取り込める混合気の量が減少するために爆発エネルギーが低下して、結果、発生するトルクが低下

するということです。

つまりこれだと「抜けすぎる」のではなく「抜けなすぎる」というわけです。

もちろん、太いパイプは高回転、高負荷域になって排ガス量が増えてくればそれに応じて流速も上

がってきますので効率が上がってきますし、逆に細いパイプは低速時にはよくても排ガス量が増えて

くると抵抗が増えて飽和状態になってしまい、高回転での効率が低下して「糞詰まり」になります。

 

●結局、エンジンの吸気、排気の量は回転数、負荷に応じて常に変化していますから、もともと1本

のパイプ径ですべての回転域、負荷域でのベストな効率を達成することは不可能です。

抜けの良さというのは、排気管の抵抗と流速の確保という2つの条件のバランスがとれたときが最も

効率の良いポイントになると思います。

ですので、自動車メーカーとしてはそのクルマがもっとも多用される条件で、もっとも効率が良い径

と長さのパイプを選んでいるわけですね(もちろん量産品ですから、コストの問題や、シャーシの

レイアウトの問題もありますから理想的とはいきませんが)。

 

排気系のパーツを選ぶ時にはこうしたエンジンの特性を考えたものを選ぶようにするといいでしょう。

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