バイクの吸・排気方向についての考察

カブをいじっていく中でとある疑問にぶち当たりましたので、簡単にまとめておきたいと思います。
吸気系レイアウト変更後のセッティングで悩んでいる方の参考になれば幸いです。


それは、吸気系のレイアウトを考えていた時の事。
バーハン化に伴い、それまでの純正エアクリを廃し、パワーフィルターに交換しました。



吸気方向としては前方となります。
「側方や後方と比較しても正圧の掛かりやすいレイアウトなので、多少なり効率アップが見込めるだろう」
という安易な考えでこのようなレイアウトになりました。
しかし、現実は違いました。

・高速になると丁度良いセッティングになるが、低速ではグズる
・強風を受けると時折グズる

結論から言うと、お話になりませんでした。
キャブレターの特性を計算に入れていなかったがための失態です。


ここからは少し小難しい話になりますが、レイアウトを考える上では重要です。
キャブレターは負圧で燃料を吸い出す、謂わば霧吹きのような原理で動作します。
その性質上、ベンチュリを挟んだ一次側の気圧の急激な変化を極端に嫌います。
キャブが一定量の燃料を吸い出すには一次側と二次側のバランスが重要ですが、一次側の気圧が急激に変化すれば当然バランスが崩れます。
一気に標高が変わったようなものだと考えれば合点が行くでしょう。
また、二次側に十分な負圧が発生しないと燃料の気化効率も悪化します。
こういった要因が重なった結果、先述のグズりが現れてくるのだと思われます。


それでは、後方吸気の場合はどうなるのでしょうか。
大気中を移動している物体の後方は負圧となり、効率は悪化します。
しかしながら、前方に比して気圧の変化は少なく、比較的静穏な状態が得られます。

ホンダの4ミニを例に取ってみると、ほぼ例外なく後方吸気のレイアウトになっています。
カブも一見すると前方吸気のようにも見えますが、純正レッグカバーのエアスクープを見ると後方から吸い込むような形になっています。
他の車両とて例外ではありません。
後方吸気は効率そのものよりも燃調の安定性を優先したレイアウトと言えます。
キャブレター車に前方吸気が殆ど存在しないのはこのような理由からだと思われます。


以上の事柄から、安定した燃調を得るためにはどうすれば良いか。
「空気の流れを整え、乱気流や気圧変化の少ない静穏な状態にした上で吸わせる事」
これに尽きるのではないでしょうか。


余談ですが、ラムエア過給は特殊な機構を組み込んだ上で気圧の変化に対応しています。
油面を安定させるため、ポンプで燃料を圧送する等の措置が必要になりますので、自重落下式の機構では難しいと思われます。
こういった安易な考えでレイアウトを変更する事はエンジンブローに繋がり、好ましくないでしょう。


以上を踏まえ、最終的にはこのようなレイアウトに。

方向としては左後方、モンキーのそれに近いですが、完全な後方吸気ではありません。
大容量のスポンジフィルターと専用ファンネルの組み合わせで、吹き返しの影響も最小限に抑えられています。
以前とは比にならないくらいの安定性で、風の影響も全く気になりません。
理想を言えば、シュラウドを設けて横風を完全にシャットアウトする事が出来れば完璧なのですが。
とにかく、進行方向に対して真後ろに向けると吸気が安定しやすいという事が分かります。


ところで、キャブがPB16からPC20に変更されていますが、今回の話題とは直接関係ありません。
PB系キャブは傾斜によって油面が狂いやすく、登坂性能に関して不満がありました。
その点、PC系キャブは非常に安定しており、セッティングの許容幅も広いので扱いやすいキャブレターです。
しかしながら、50ccには些か持て余す代物で、ガバ開けなどすればたちまちストールです。
PC18が廃盤になってしまった事が非常に悔やまれます、機会があれば是非入手しておきたい所ですね。