○神コラム ~ ロードスター チューニング&ジムカーナ

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    ファンネル長の検討

    いかにエンジンに多くの空気を吸い込ませるか。
    吸気量はエンジンのトルク(パワー)アップのための基礎的なものとなります。排気量のアップもターボやスーパーチャージャーなどの加給機もより多くの空気を吸い込ませるため。
    あとは最適なA/F(空気と燃料の混合比率)で高圧縮し、最適なタイミングで点火ということになります。そのベースとなるのが吸入空気量。

    フリーダムコンピューターなどのフルコンを使っている人はよくご存知だと思いますが、「充填効率」、同じ排気量であれば、これの向上が吸入空気量の向上となります。
    充填効率の向上の1つとして、吸気管の長さによる慣性過給を利用することができます。慣性過給はその名のとおり、空気の慣性を利用して大気圧以上の過給をかけようというもの。ただし全域で慣性過給がかかるわけではなく、吸気管が長ければ、低回転、吸気管が短ければ高回転で慣性過給がかかります。メーカーでも、これを利用して、低速では吸気管を長く、高速で短くなるように切り替えしている車もあります。

    4連スロットルの場合も、ファンネルの長さを変えることにより、慣性過給の発生回転数を変化させることができます。一番トルクが必要な回転数で慣性過給を発生させることが出来れば・・・
    ということで、検討してました。
    DSC03052[1].jpeg

    ↑75ミリのファンネルです。
    一般的には、慣性過給の近似式は次のとおりと言われています。かなり大胆な近似式。たぶん一般的なエンジンのボアや使用環境はそれほど違いがないため近似できるのではと思っています。
    L=2550/N
    L(メートル):インポート長+インマニ長+ストットル長+ファンネル長
    N(rpm):慣性加給回転数

    この式から、
    L(センチ)N(rpm)
     30.0  8500
     31.9  8000
     34.0  7500
     36.4  7000
     39.2  6500
     42.5  6000
     46.4  5500
     51.0  5000
     56.7  4500

    BPエンジンでE&Eのマニ、AE101スロットルの場合、実測で、
    インポート長     9 センチ
    インマニ長     10 センチ
    スロットル長     7.5 センチ
    計     26.5 センチ
    より、

    ファンネル長 L(センチ) N(rpm)
    5.5   32     7969
    6.5   33     7727
    7.5   34     7500
    8    34.5    7391
    9    35.5    7183
    10   36.5     6986
    11   37.5     6800
    12   38.5     6623
    13   39.5     6456
    14   40.5     6296
    15   41.5     6145
    18   44.5     5730

    レブリミットが8000rpm程度であれば、6000~7000rpm程度で慣性過給がかかるとよさそうですが、そうすると、ファンネルの長さは計算上、10~15センチ必要ということに。
    ただし、実際使用できるのは、エンジンスペースの関係で、Pバルブを移動させても、12センチがぎりぎりといったところ。ファンネルソックスを使用するとなると7~8センチ程度しか入りません。
    ということで、現在7.5センチのファンネル+ファンネルソックスを使用中です。

    ちなみに以前の仕様、B6エンジン+E&Eのマニ+AE101スロットル+101純正ファンネル(低速トルクが出るのでこれを使用していました)の場合、
    インポート長        8センチ
    インマニ長+スロットル長(アダプター付) 20.5センチ
    101ファンネル      18センチ(曲がっているため計る場所にもよるが、15~20センチ)
    L: 46.5 センチ
    より
    N: 5484 rpm(5258~5862)
    となり、実際に5000~6000回転で慣性過給がかかり、バキュームが800mmHgを超えていましたので、この近似式はかなり合っていると考えられます。

    また、別の慣性過給の近似式として下記のものがあります。
    N=a∂/12π・√(S/LV)
    a:音速m/s
    L:吸気管長m
    S:吸気管断面積㎡
    V:シリンダー容積?
    ∂:吸気カム作用角°
    なお、通常、空気中の音速は0℃、1atm(気圧)で、331.5m/s。音速は、空気の圧力(気圧)にはよらずほぼ一定で、温度が1℃上昇すると、0.6m/sだけ、増加。

    この式と上の式との計算結果の差を比較すると、
    L   ファンネル長  N 最初の式との差
    41.5  15    6,893   748
    40.5  14    6,977   681
    39.5  13    7,065   609
    38.5  12    7,156   533
    37.5  11    7,251   451
    36.5  10    7,349   363
    35.5   9    7,452   269
    34.5   8    7,559   168
    34   7.5    7,615   115
    33   6.5    7,729    5
    32   5.5    7,849   -120

    と使用想定範囲では、それほど誤差はなさそうです。
    吸気温30℃、吸気管断面積:0.00159㎡、カム264で計算。


    ただ、実際に走るとちょっと違うような気もします。やはり他の要素も大きいのだと思います。

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    【2005/06/27 23:07】 ロードスター チューニング | TRACKBACK(0) | COMMENT(1)
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    【2005/07/06 20:45】 URL | 最強の車ブログ #- [ 編集 ]
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