2025/08/21

なぜショートファンネルで馬力が出るのか?その理由が分かった! それは流体力学だけでは測れないシロモノだった

 木曜も晴れ!

今週ずっと真夏

貞子ランプは点かない

点かないと寂しい笑(警告灯です^^;)

夏らしい明るさ

ここ冬は日の出で暗いのにねえ

無事到着

生ガス放出中^^;)
やっぱりこれエアクリ戻すと燃費伸びる?笑

ローターは熱いよ~

ホイールもね、触れない位熱い
天然のタイヤウォーマーだ笑

サスも熱くなってるなあ
ラバーマウントにするとエンジンの熱伝わらなくなる?

今日は定時後8月最終Forecast集計だった
今月も無事商売できそうだ

ゲッ246号で

かなりの事故、車が中央分離帯のフェンスに乗り上げてる

その向こう側に反対向いた軽ワゴンが止まってる

さらに先にもう1台突っ込まれた車がいる
たぶん江田の交差点の渋滞に突っ込んだんじゃないだろうか

恐いよ~^^;)
正直言うと最近恐くてバイクあまり乗りたくないんだ

バイパスで貞子ランプ点灯!

やっぱりここで来たか、待ってたよ!

ふーブレーキパッド4万km持ってます笑
歳取ってかなり遅くなった^^;)


さて今度購入したドカティ・ストリートファイターV4S 2025は


「可変ファンネル」が付いてます
低回転時はロングファンネルでトルクを稼ぎ
高回転時はショートファンネルで馬力を出す

これでやっとフルカウルのパニガーレV4Sと同じ仕様のエンジンになった
馬力もパニガーレV4Sに肉薄

今乗ってるストリートファイターV4S 2020では装着されなかったので、今回ちょっとうれしい

やっぱネイキッドだからって控えることなく
フルパワーだべ笑

昔乗ってたZX-12Rも、バーハンにしてネイキッド仕様だったけど
マレーシア仕様フルパワーです笑(触媒なし最終)

私にとって「可変吸気バイク」は、2台目になります
1台目は

昔乗ってたV-MAX1200になります(カナダ仕様フルパワー)

そう、あの泣く子も黙る「Vブースト機構」が付いてた笑

高回転時のみVバンク間のキャブを連結し、1気筒あたり2キャブになる恐ろしい機構
Vブーストが付かない国内仕様は97PS
Vブーストが付く海外仕様は145PS

そりゃパワーバンド入ったら1200ccの2ストのように伸びた笑(車体が持たん^^;)
後にも先にもこのVブースト機構が付いたバイクは、世の中でこの初代V-MAXのみです

ということで吸気は結構バイクの馬力に大きく影響しますが
可変ファンネル方式はこの後のV-MAX1700にも付いたり

2007年式のYZF-R1にも付いたり

2023年式のZX-10RRにも付いてたね
新型「ニンジャZX-10RR」は可変ファンネルを搭載していた! 高回転域で吸気管長を短くするレーシングパーツ│WEBヤングマシン|新車バイクニュース

ああ、長いラッパを引っこ抜いてショート化する、バリアブル型だ

ただ私何でファンネルの長さがこの程度違うだけで出力特性や馬力が変わるのか?、いまいち理解できなかった
吸気口径や吸気面積が変わるならまだしも

同じ径のまま長さが多少変わっても、流体力学的には大して吸気管の配管抵抗の差にはなってないはずだ(元々摩擦係数が小さい)
どういうしくみなの?

でもね、色々参考サイトを調べていて、私は自分で気付いた

これは「流体力学」だけで計算できるシロモノではないと!
車種から,Z1R,吸気系(キャブ関連),エアファンネル | PMC公式オンラインショップ

定常的な流れの計算なら流体力学だけでいいが
実は内燃機関の吸気の流れは定常的ではない

それは「4サイクル」と言って、配管が開いてる時と、閉じてる時があるからだ

厳密には総行程の「1/4」しか吸気バルブは開いてない
残りの「3/4」は閉じたままだ
定常的に流体は流れず、一時停止や脈動、バックラッシュなどを繰り返してるはずだ

そこで流体力学に加えてもう一つ登場するのが、先日も書いた「渋滞学」

行列力学というか、車が道路で列を成すと
自然渋滞の発生 - MASコミュニティ - 構造計画研究所

列の先頭が少々減速しただけでも
その伝搬力は後列にいくほど大きくなり

列の後方は完全に停止してしまう現象(渋滞発生のメカニズム)
東大の西成教授の研究で有名ですね

その「渋滞力学」が、このロングファンネルの際に発生してるんじゃないか?

図にしたのがこちら笑

①ロングファンネルの場合
・吸気バルブが開いてる時間は4分の1
・4分の3は待機(停止)
・ロングファンネルで空気渋滞の列が長いほど、完全停止する空気が増える
・高回転時、吸気効率が悪い

②ショートファンネルの場合
・開いてる時間は同じく4分の1
・同じく4分の3は待機(停止)
・ショートファンネルで空気渋滞の列は短いため、完全停止する空気は少ない
・高回転時、吸気効率が良い

ということで、定常的でない、ある種乱流に近い内燃機関の吸気の流れは、流体力学以外に渋滞力学も作用考慮しないとならないのでは

ちなみにじゃあ何でロングファンネルの時は低速で調子良くトルク出るの?だけど、それは笹子トンネルの予防渋滞車線規制に例えると分かりやすい笑
笹子トンネル (中央自動車道) - Wikipedia
昔土日の帰り中央道の笹子トンネル手前で、あえて車線を一車線に規制して、その先のトンネル内の流れをスムーズにしてた時あったね
これはロングファンネルで吸気を抑えて、燃焼室内の流れをスムーズにするのと同質でしょう(低回転時は吸気を詰め込まない方がいい)

以上の「流体力学+渋滞学」の論理は、どの科学者もまだ言ってないよ笑
是非内燃機関の吸気効率について、渋滞学の西成教授に研究してもらいたい!

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