科目：
- インテークマニホールド
- インテークマニホールド内の空気パルス
- ヘルムホルツ共鳴器
- スワールフラップ付きインテークマニホールド
- 可変長インテークマニホールド
- DISAバルブ
- エキゾーストマニホールド
Inlaatspruitstuk：
インテークマニホールドは、エアフィルターの吸気管とエンジンの間に取り付けられます。 マニホールド パイプは、エンジンの吸気セクションの吸気バルブに直接取り付けられています。 間接噴射ガソリン エンジンでは、燃料インジェクターもインテーク マニホールドに取り付けられます。 このインジェクターは、ガソリンをインレットバルブに直接噴射します。
インテークマニホールドは単なるパイプの束ではありません。 その形状と仕上げは、入ってくる空気に対する抵抗をできるだけ少なくする必要があります。 すべてのシリンダーは同じ量の空気を受け取る必要があります。 したがって、インレットパイプはすべてのシリンダーで同じ長さでなければなりません。 インテークマニホールドは、金属などに比べて安価であり、高温による加熱を受けにくいため、通常、プラスチックで作られています。 インテークマニホールド内の空気は可能な限り低温に保つ必要があります。
インテークマニホールド内の空気パルス:
吸気バルブが開くと高速で空気が吸い込まれます。 インテークマニホールド内の空気流量が多くなります。 入口バルブが閉じると、シリンダー内にまだ流入していない空気が入口バルブに衝突し、圧力が上昇します。 この圧力の増加により、吸気マニホールド内で波動が発生し、吸気マニホールド内で空気の流れの方向に逆らって動きます。 圧力波が戻る瞬間に吸気バルブが開くと、シリンダーの充填量が最大になります。 圧力波により、余分な空気が燃焼室に確実に入ります。 ただし、エンジン速度が変化するため、圧力波に最適な瞬間に吸気バルブが開くことはほとんどないため、このようなことはほとんどありません。 長い吸気マニホールドでは、短い吸気マニホールドよりも圧力波が吸気バルブに戻るまでの時間が短くなります。 このため、吸気マニホールドの長さをエンジンの動作条件に適合させることができると便利です (「可変長の吸気マニホールド」の項を参照、またはいわゆるヘルムホルツ共鳴器の使用)。
ヘルムホルツ共鳴器:
ヘルムホルツ共鳴器は、入口バルブの閉鎖によって引き起こされる圧力波を受け取る共鳴室です。 レゾネーターは、エアマスメーターとスロットルバルブの間の吸気ホースに接続された密閉された空気室にすぎません。 ヘルムホルツ共鳴器の例を図の赤い矢印で示します。
共振器に入った圧力波は反射して入口バルブに戻ります。 圧力波は空気の内側への移動を促進し、最終的にはより高い充填レベルが達成されます。 また、レゾネーターは吸気ノイズを確実に減衰させ、エンジンをより静かにします。 したがって、エンジンはより強力になり、より静かになります。
スワールフラップ付きインテークマニホールド:
ディーゼルエンジンでは、スワールバルブを備えたインテークマニホールドが使用されることがあります。 これらのバルブは、入ってくる空気の旋回を確実にします。 低速では、空気の速度が非常に低くなり（ターボがまだ速度に達していないため）、空気の渦がディーゼル燃料との良好な混合を確保するには不十分になる可能性があります。 射出圧力はこれとは別です。 バルブが機能しない場合、燃料との混合、したがって最終燃焼も最適ではなくなります。 これは、エンジンが余分な燃料を消費し、出力が低下し、すすが排出されることを意味します。
スワールバルブをオンにする必要がある場合、真空カップが作動し、制御棒が左から右に移動できるようになります。 制御棒をスライドさせると、バルブを任意の位置に設定できます。
可変長インテークマニホールド:
エンジンを組み立てる際には、インテークマニホールドの吸気ダクトの長さを考慮する必要があります。 入口チャネルの長さによって、入口バルブの開閉時に発生する圧力パルスが決まります (空気パルスに関する段落を参照)。 この吸気ダクトが常に長いと、エンジンは低速域ではトルクが大きいのですが、高速域になると吸引力がどんどん弱まってしまいます。 逆も同様で、これらが常に短すぎると、エンジンは高速でしか十分なトルクとパワーを発揮できなくなります。 可変インテークマニホールドの採用により、走行状況に応じて長さを調整します。 以下に 2 つの状況を示します。
- ロングインテークチューブ：空気の移動距離を長くし、チューブの直径を小さくすることで、空気の速度が速くなります。 これは、高速で低負荷、または低速で高負荷 (トルクが大きい) の場合に非常に有利です。
- 短い吸気パイプ: 空気の移動距離が短くなり、低負荷の低速時と高負荷 (より多くのパワー) の高速時でのシリンダー充填が改善されます。
DISA バルブ:
DISA バルブは BMW のインテークマニホールドに搭載されています。 DISA は、Differenzierte SaugAnlage の略です。 DISA バルブは、特定のエンジン速度で吸気マニホールドのさまざまな部分で空気の流れを遮断できるようにします。 これにより、インテークマニホールドが XNUMX つの部分に分割されます。 以下、XNUMX枚の画像を使って解説します。
低速または中速では、DISA バルブは閉じます。 スロットルボディから、空気はシリンダー 1 に直接流れます。吸気をマニホールドの XNUMX つのセクションを通して吸気バルブに導くことにより、より高い空気速度が生成されます。 このより高い空気速度により空気が渦を巻き、噴射された燃料との混合がより良くなります。
シリンダー 1 の入口バルブが閉じると、圧力波が発生します。 バルブが閉じているため、圧力波はシリンダー 5 の入口バルブに流れるまでに共鳴管を通って長い距離を伝わる必要があります。 圧力波はシリンダー 5 を通る吸引空気の空気流に影響を与えなくなります。
エンジン回転数が高くなると、DISA バルブが開きます。 インテーク長が延長されたことにより、高速域でのハイパワーを実現しました。
吸い込まれた空気は両方の共鳴室を通って流れます。 シリンダー 1 の吸気バルブを閉じた後の空気の反発により、シリンダー 5 に流れる空気の推進力が得られます。 したがって、シリンダ５の充填レベルが増加する。
エキゾーストマニホールド：
エキゾーストマニホールドも単なるパイプの束ではありません。 排気ガスは早く流出すればするほど良いのです。 それは単に流れ抵抗の問題ではありません。 結局のところ、排気バルブの開閉も考慮する必要があります。
例: 1 気筒の点火順序は 2-4-3-2 です。 1 番目のシリンダーの排気バルブが開いても、XNUMX 番目のシリンダーの排気バルブは開いたままです。 シリンダー XNUMX の排気期間はまだ始まったばかりであるため、ガスはシリンダー XNUMX の場合よりも高い圧力で流出します。
マニホールドの形状や直径が適切でないと、排気ガスに干渉の問題が発生します。 シリンダー 1 からの排気ガスはシリンダー 2 からの排気ガスを打ち消すことができます。 ただし、適切な構造を採用すると、逆のことが起こり、シリンダー 1 からのガスがシリンダー 2 からの残りの排気ガスを抽出するのに役立ちます。 これは、いわゆるスパゲッティ多様体 (下の図) の場合に特に当てはまります。
