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マフラー

2019年 01月23日 01:21 (水)

いや~正月明けに釣りに行ったら風邪を引いてしまいました。
熱などは出なかったのですが、鼻水全開でしたw
今年は松山の冬は比較的暖かいですね。
最低気温は5℃ぐらいで、日中は10℃ぐらいには成ります。
それでも寒さに弱い私には苦痛ですけどね。

ジャイロもあまり乗っていません。
早くこのキャブレターに慣れて次のステップに移りたいんですけどね。
キャブレターには癖があるので、慣れた仕様のエンジンに取付けて
キャブセッティングの練習をするんですよ。
これが出来るように成れば、新しい仕様にしても、どこをどう変えれば良いのか?
すぐに判断できるように成りますからね。
このSTAGE6キャブレターの癖を掴んでから、アルミシリンダーを入れたいと思ってます。

メールでの質問で「2stターボってどうでしょう?」って来たのですが、
2stスクーターのエンジンとターボは相性が悪いと思います。
たぶん上手くセッティングが出ても速く成らない。
これはエンジンの仕組みを理解出来ていれば想像がつくと思います。

ターボチャージャーは混合気を余分に燃焼室に送るための装置です。
排気ガスの勢いでタービンを回して混合気を無理やり送るのですが、
2stスクーターのエンジンはクランクケース負圧吸気エンジンです。
クランクケースの一次圧縮を利用して混合気をキャブレターから吸出したり
燃焼室に送ったりしているわけです。
これにターボで強制的に混合気を送れば一次圧縮が異常に高く成って
ピストンの上下運動の抵抗に成ってしまいます。
そして、シリンダーの掃気ポートが開いている時には、必ず排気ポートも
開いていますので、多く入った混合気は排気ポートが閉じる前に出て行ってしまうんです。
だから、2stスクーターのエンジンにターボを着けてもパワーアップしないんです。

でも、現在2stターボは実用化している物もあります。
主に船舶で使われている2stディーゼルエンジンです。

Diesel engine Uniflow.PNG


観て解る通り、クランクケースを通さないで吸気を行い、排気はバルブシステムを使っています。
これならピストンの抵抗に成りませんし、吸気が始まったら排気バルブを閉じるようにすれば
入った混合気がマフラーから出て行ってしまうことがありません。

ってことで、2stスクーターにはターボを使った吸気が合わないのですが、
代わりにマフラーを使った吸気でパワーアップが可能なのがチャンバーです。

後半に続く
殆どの人が純正マフラーは静か、チャンバーは五月蝿いって認識だと思います。
確かに純正マフラーは太鼓部分(消音部)を複雑にすることで消音効果が高いです。
それに比べてチャンバーはサイレンサーが小さく、消音はグラスウールに頼っているので
消音効果が低いんです。

消音のことは後で話すとして、チャンバーの特徴について書きたいと思います。
チャンバーは排気系のパーツですが、ターボと同じで排気系に装着して吸気を増幅する
吸気系パーツなんです。
チャンバーとは膨張室の意味で本来はマフラーのことではありません。
では、この膨張室を持つマフラーの仕組みを説明しましょう。

まず、エンジンの燃焼室で爆発した混合気(排気ガス)は排気ポートが開くと同時に
チャンバーからの負圧の助けを伴ってすごい勢いで排出されます。
排出された排気ガスは爆発の衝撃波を伴いながら徐々に勢いを落として
チャンバー後部の絞り部分で一部が反転します。
反転波は排気ポートが閉る直前に排気ポートに到達して排気ポートから出てしまった
新しい混合気を押し戻します。
これが、チャンバーの一連の行程です。

Arbeitsweise Zweitakt.gif



このチャンバーですが、コンピューターの普及で、かなり高性能に成りました。
今の高性能チャンバーは排気を引っ張る強さと反転波の強さが昔の物とは段違いです。
排気を引っ張る強さは、イコール吸気引っ張る強さに成りますので、
一次圧縮を下げることが出来ます。
クランクケース負圧エンジンのデメリットは、ピストンの抵抗に成ることですので、
一次圧縮を下げても吸気が確保できるなら、低くするのは大きなメリットに成ります。

そして、反転波が大きくてパワーがあれば押し戻す力も大きく成ります。
反転波を大きくする方法ですが、イメージ的には海の波が良いでしょう。
サーフィンをやっている人なら解ると思いますが、乗る波を想像してください。
少しでも大きくて、パワーが有り、面が綺麗な波が良いですよね。
じゃ~どうしたらそんな波に成るのでしょうか?

ポイントは大きなうねりと、地形です。
実際のサーフィンでは風の影響も受けますが、うねりが大きければ
良い波に成る可能性が大きいんです。
そして、地形と言うのは主に海底の地形です。
リーフであったり、砂浜だったりしますが、浅くなる必要があるんです。
海が浅く成ってくると、うねりが波に形を変え、スピードが上がりパワーアップする。

チャンバーも同じで反転波は戻るにしたがって径が細くなり、シリンダーに到達する時に
ピークパワーに成るように作られていないと効果がありません。
よくエキパイだけ排圧マフラーの物だったり、テーパーに成っていない物があります。
海底がフラットに成るようなものです。
するとどうなるのか?
波が崩れた後はスープと言って海面だけパワーが有る状態。
これだと波の下の方は全然パワーが無いんです。
チャンバーでも同じで途中でテーパーが無くなっては反転波のパワーは落ちてしまいます。

良いチャンバーは小さな反転波のうねりを増幅してシリンダー到達時に
ピークパワーの波に出来る物ってことです。
そして膨張室ですが、太い方が排気ポートが開いた時の負圧が大きいんです。
高温で排気された排気ガスは膨張室で急激に冷えて容量が減りますので、
太い方が大きな負圧を生むんです。
ジャイロですとリバイブよりハイパーリバイブ、ハイパーリバイブよりISOリバイブの方が太く、
素マロでもその効果を体感出来ます。

そして音量ですが、今の高性能チャンバーはチューニングで小さくすることが可能です。
マフラーから出る音は燃焼室で発生する爆発音です。
爆発音は爆発の衝撃波と一緒に排気ポートから飛び出します。
爆発音のスピードは音速です。(常識ですね)
衝撃波のスピードは音速より若干速い。
でも、進み方が違います。

衝撃波はマフラー出口に向かって直線的に進みますが、爆発音は主に低音で
壁に添って進む特性があります。
爆発音の排出を遅くして、衝撃波を速くする工夫が出来れば反転波を爆発音にぶつけて
音量を半減させることが出来るんです。
これには混合気の濃さや点火時期、ポートの高さや加工を工夫する必要があります。

じつは私が一番得意なのもこのマフラーの消音チューニングなんです。
私のジャイロも今年のスリミはこの消音仕様で行くつもりですので、
お会いした方には乗っていただきたいと思います。

テーマ : カスタム
ジャンル : 車・バイク

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2019年01月23日 08:54

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