トルクと排気の関係

Question

マフラー（タイコ部分のみ）を社外品にしました。やはりトルクが落ちました。
そこでフランジ部分のパイピングを少し細くしてトルクを稼ごうと思ってますが、
いまいち納得がいかないことがあります。

一般的に、低回転時の排気効率を上げるために
ある程度の「排圧」が必要と言われますが
必要なのは「流速」ではないのでしょうか？
圧力を上げればいいなら塞げばいいってことになりませんかね？
もちろん圧力がないと流速が上がりませんが・・・

あと「流速」が上がる（下がる）にしても、
経を絞った後ろが速くなるなら話はわかりますが
絞る前のエキマニやメインパイプの中まで影響するのかってことです。
実際マフラーの出口が広くなってトルクは落ちたし
バルブオーバーラップとか慣性とか集合管の排気干渉とか
（排気干渉があるとトルクが上がるっていうのも違うのでは？）
流体力学の話しもあったりでよくわからん・・・

結局何がしたいかといえば、
2500のNAエンジンで、メインパイプ50→出口100のストレート構造のマフラーにして
トルクが落ちたので、フランジ部分に30～40のパイプを挟んで、
ちょいとトルクを上げようという魂胆です。

ノーマルが一番いいのはわかってますが見栄えもあるし(^.^; 
凍結防止剤手で数年で錆びて使えなくなるので×なんです。
ノーマルと同じステンのマフラーがあればいいのに・・・
社外品て無駄に口径でかいからなぁ（ToT）

なんかややこしい話しですが、詳しい方よろしくお願いします。

128yen · Accepted Answer

No.1の128yenです。
圧力が高い＝抵抗が大きいとイメージされていますが、
これは高回転でのイメージが強いからだと思います。
低回転というのは、チョロチョロって排気ガスが出ていると
思えば、抵抗が大きいとは思わないと思いますよ。

たとえばストローで水を吸い上げるときを考えてみます。
（排気ガスの場合とちょっと違いますが。。。）
普通のストローとちょっと径の太いやつを用意して、
非常にゆっくりと吸い上げてみます。（低回転時のようなもの）
すると径が太い方はほとんど吸い上がらないでしょう。
しかし吸うスピードを上げて、目一杯吸い上げると
太い方が吸いやすくなると思います。
さらに細いのを２，３本並べて吸ってあげれば
吸うスピードも速くたくさん吸えると思います。
なのでマフラーは細いのが何本もあると
一番排気効率がよくなります。
だけどこうしてしまうとコスト増＆重量増となってしまいますが。。。

Face5 · Answer

＃２です。

＞バルブを持たない２サイクルなら良く分かるんですが４サイクルでもそうなんですか？
バルブタイミングってそんなにオーバーラップしてるものなんでしょうか？

たとえ一瞬でも吸気と排気のバルブが同時に開いていれば　漏れます。なんたって隣同士のバルブですから。

＞結局、低回転時の排気は抜けた方がよいのか？抜けない方がよいのか？
どうなんでしょ？

だ～か～ら～　抜けにくいほうがいいんですよ。ほんというと低速時は　排気効率を抑えて（充填効率優先）高速時には排気効率を上げる　可変バルブみたいなものがついてたら　一番理想なんですよ。　二輪ではかつてありましたけどね。

そういう意味では純正のマフラーは　ちょうどいい妥協点で設計されてるわけです。

kan3 · Answer

慣性排気には（多分）ならんので（ズバッ）「残念！」でしょう。

慣性排気の吸出し効果で排ガスを多くシリンダから抜き、
次のサイクルで多くの混合気を吸い込みます。
（給排気効率を上げる）
※だから直列エンジンはＥＸＴ等長の蛸足が良いんですよ。

貴方の案の抵抗を付け、ＥＸＴ圧を上げるのとは意味が違う、排気の邪魔をしてるだけ。

今の車（中級車以上）は３０年前の車と違いノーマルでも凄く良い排気系です。

Face5 · Answer

まず　根本的な間違いがあります。

＞一般的に、低回転時の排気効率を上げるために
ある程度の「排圧」が必要と言われますが

あの　低速域では排気効率を上げたりしません。充填効率をあげるんです。（早い話が排ガスを抜けにくくする）そのために「排圧」ではなく「背圧」をかけてやるんですよ。

つまり分詰まり状態にして　排ガスが抜けにくくする事により　排気管内の圧が上がり　オーバーラップ時の未燃焼ガスの漏れが抑えられ　シリンダー内により多くの混合気を蓄えられる（充填できる）ってことです。それが太いトルクにつながるわけです。

＞圧力を上げればいいなら塞げばいいってことになりませんかね？

そのとうりなんですよ。

＞排気干渉があるとトルクが上がるっていうのも違うのでは？

どうして？　排気干渉があると排気効率が落ちるでしょ　ってことは　充填効率が上がってるってことです。

いいですか　流速が上がると圧力は下がります。流速が下がると圧力は上がります。管内圧力と噴出圧力をごっちゃにしてはいけません。

キャブレターで考えてみましょう。キャブがガソリンをより多く吸い込む時って　より多くの負圧が発生してるときですよね。つまり流速が速いときは圧力は低いんですよ。

また逆に負圧が小さいときはガソリンを吸い込む料も少ない　つまり流速も遅い　って訳です。わかりましたか？

＞トルクが落ちたので、フランジ部分に30～40のパイプを挟んでちょいトルク上げようという魂胆です。

理屈は正しいですが　それだと乱流が起きてトルクの谷が出来そうな気がします。それに高回転での排気効率が落ちますよ。

マフラーには計算された排気管容量があります。　きちんとした理論がわかった上でやらないと　後々面倒ですよん。

128yen · Answer

低回転での排気効率をよくするためには
おっしゃるとおり、排圧＆流速が大きくなければいけません。

わかりやすい例ではないかもしれませんが、
焚き火などで物を燃やすときを考えてみたらいいかもしれません。
ただ落ち葉を集めて火をつけて焚き火をすれば
焼き芋が焼けるぐらいチョボチョボとした火が付く程度でしょう。
しかし、焚き火の周りを何かで囲って、上に煙突を作ります。
何もない場合は、焚き火から出た煙は四方八方に広がりますが、
煙突をつけると煙は煙突へと流れ込みます。
四方八方に広がっていた煙がすべて煙突内に流れ込むので
煙突内の煙の圧力は高くなります。
煙突の出口は大気圧ですから、煙突内の煙との圧力差が生じ、
排気効率がよくなります。
たぶんここまでは理解して頂けると思うのですが、
肝心なのは煙突による排気効率があがったことにより
焚き火へ新鮮な空気が取り込まれるようになります。
（出て行った分を補充しようとするため）
よって排気効率のよさは、吸気効率のよさにもつながるのです。
だから煙突ありの焚き火だと、かなりの勢いで燃えています。
吸気効率のよさ＝トルクアップということです。
マフラーを絞れば吸気効率が上がるのは低回転の話で
（低回転では排気ガスの量が少ないため、排圧（流速）を
高めるために径を絞ってある）、
高回転になると排圧（流速）よりも、排気できる量が
問題になってきます。
すごく細いストローを勢いよく吹いても（高回転）
空気が詰まった状態になってしまいますからね。。。

参考URLの『KNOW』の『 太いマフラーは低速トルクが落ちる』
をご覧になられるといいと思います。


マフラー内部に細いパイプを挿入されるようですが、
トルクが上がったとしても体感できないと思います。
（素人考えですが、トルクが落ちると思います）
ほとんどの社外マフラーは、メインの径は最初が一番絞ってあり、
テールに近づくにつれて太くなっていると思います。
途中で細いパイプを挿入したことにより、その部分で
排気効率が落ち排気ガスの流れが乱れます。
この乱れはおそらく騒音につながると思います。
ですので、メリットがないように思われます。

参考URL：http://www.geocities.jp/yasukon128/yasukon/

トルクと排気の関係

No.1の128yenです。

＃２です。

慣性排気には（多分）ならんので（ズバッ）「残念！」でしょう。

まず 根本的な間違いがあります。

低回転での排気効率をよくするためには

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