エンジンに過給された空気を均一に送るパーツであるプレナムチャンバー、いつしか円筒状のものがエンジン上部に2つ接続されるようになった。

今年メルセデスが、ボディにバルジを作らなければならないほど横幅を広げています。

何故このような形なのか?今まで考えた事がなかったが、プレナムチャンバー内部にある可変吸気システムを含め調べてみました。

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可変吸気システム

F1では過去にも可変吸気システムが使われていた、NAエンジンにおいてエアファンネルを、低回転域では長く、高回転域では短くする事で、全回転域でシリンダーに入る空気の充填効率を上昇させる。可変吸気トランペットとも言われる。

Ferrari V10 F1

Ducati Panigale V4

プレナムチャンバー(サージタンク)

ターボエンジンにおいて、エアファンネルは必要がないものだ、強制的に空気を送り込むパイプが繋がっていればいい。

上画像はNISSAN RB26用のものだが、ごく単純な作りとなっている。

インテークマニホールド+可変吸気システム

可変吸気システムは、ハイエンドの市販エンジンにも使われているので、メルセデス車に使われているものを見てみよう。

スペースを考え、パイピングを回転させ、F1で使用されているような円筒型になっている。

https://www.autozine.org/home.html

上図は、アウディの3段階に変化する可変吸気システムの図解です。

自動車用の可変吸気システムは、エアファンネルが上下するものでは無く、パイピングの長さをバルブにて調整するものになっている。単純に2本のパイピングで、低回転域では1本、高回転域では2本となるように制御するものもある。

 

なぜ、低回転では長く、高回転では短くするのか?

吸気バルブが閉じる度に、吸気が行き場を失い壁に当たるように反射、圧力波が生まれます。

圧力波は、長いと間隔が長く、短いと短くなる、その間隔をバルブの動きに合わせる事で吸気を助ける圧力波にする事。これが可変吸気システムを、もの凄く簡潔にした説明です。

 

F1用プレナムチャンバーと可変吸気システムの推測

F1で使われているプレナムチャンバー+可変吸気システムは、円筒の形状からもメルセデスやアウディに使われている機構と同じようなものだと思われる。

HONDA RA620Hのプレナムチャンバーは、一番後ろから2本のパイピング(後ろの気筒用か?)が伸びている事からも、2経路+多段階切り替えを使ったものかもしれない。

 

メルセデスの横に張り出したプレナムチャンバー、何をしているのか?

可変吸気システムの改良にほかならないだろう。吸気に関わる流れの制御はシリンダーへ導く気流の強さに関わる、吸気ポートに対してパイピングの角度を変え、理想的なタービュランス流を作り出すなどが考えられる。

副燃焼室を使う直噴インジェクターは、噴射圧力を使ったタービュランス効果を作り出すことが困難なので、インテークマニホールドでそれを補えるのならやろうと言う発想なのかな?

 

プレナムチャンバーや可変吸気システムに興味がある方は、variable intake manifold、variable intake system などの英語で調べてもらいたい、多様なソリューションを見る事ができます。

番外編 TOYOTA ST205(1995)

エアリストリクター規定を回避する可変吸気エアファンネルの図解(300hp→350hp)