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V6型エンジン用位相クランクピンとはなんなのか?

昨夜から色々調べてみて何となく理屈が解る図を見つけてきたのでご紹介

これがシングルプレーンクランクを使わず等間隔爆発が可能という理屈

バイクのV型の場合はメジャーな方法のようですね

いろんな方法があるものだ・・勉強になるね

この広いネットの世界で日本語で同じ事を言われている方を発見しました

たった一つしか見つかりませんでしたが・・・

僕と同じ事を言われている方のホームページをご紹介



2011年02月15日
コルベットV8に等長ヘッダーはナンセンス


http://www.pac1.net/corvette/2011/02/v8.html

とあるBlogでコルベットエンジンに等長ヘッダー（EXマニ、タコ足）を付けているのを見ました。

しかし実はコルベットのV8エンジンに等長のヘッダーを付けることに意味はありません。

理由を説明しましょう。

V8エンジンのクランクシャフトは２種類の形式があります。

シングルプレーンとダブルプレーン（クロスプレーン）です。

この絵の上側がダブルプレーン、下側がシングルプレーンです。

プレーンとはplane：平面という意味で、クランクピンとクランクジャーナルを結ぶ平面が一枚なのがシングルプレーン、２枚なのがダブルプレーンです。

ダブルプレーンは軸方向に見ると２枚の平面が十字に交差しているのでクロスプレーンとも言います。

コルベットのV8エンジンは、ダブルプレーンを使います。

シングルプレーンで有名なのはフェラーリのV8です。

ダブルプレーンは振動が少ないのですが、カウンターウェイトを必要とします。

シングルプレーンは４気筒エンジンのような振動がありますが、カウンターウェイトを必要としません。

フェラーリがシングルプレーンを使うのは、おそらくこのためだと思います。

さて、このようなクランクシャフトを使うために、コルベットのV8エンジンの点火順は次のようになります。
１－８－４－３－６－５－７－２（LS以外のコルベットエンジン）
または
１－８－７－２－６－５－４－３（LSエンジン）

C1,C2,C3,C4と、C5,C6では点火順がこのように違うのですが、それはここでは問題ではありません。とりあえず、LSエンジンの点火順で説明を続けます。
V8エンジンの爆発間隔は90°です。（720°÷8 = 90°）
そしてGMのV8エンジンは、左バンクが奇数番、右バンクが偶数番という決まりになっています。

さて、ここでもう一度、LSエンジンの点火順を見てみると、
２－６と３－１というのがあります。偶数番または奇数番が連続しています。

すなわち片バンクで２回連続して爆発しているわけです。だから片バンクだけで爆発間隔をみると、
180°- 270°- 180°- 90°
となります。

片バンクだけでみると不等間隔爆発になっています。

したがって、ヘッダーを等長で造っても、そもそも爆発が等間隔ではないので意味がありません。

ちなみに、フェラーリなどのシングルプレーン・クランクの場合の爆発順は
１－８－７－２－５－４－３－６
で、偶数と奇数が交互に並んでいるので、片バンクでみると180°ごとの等間隔爆発になっていて等長ヘッダーの意味が出てきます。

ところで、じゃあダブルプレーン・クランクのV8は、排気脈動を使えないのかというと、そんなことはなく、例えばかの有名なGT40はこうしてます。

右バンクと左バンクをまたいで、集合させています。

先のコルベットのLSエンジンの例で言えば１，７，６，４と８，２，５，３でそれぞれ等長で集合させれば、180°ごとの爆発間隔となって排気脈動を使えるようになります。

しかし、この方法はスペースに余裕のあるレーシングカーしか使えません。

そこで考えられるのは、マニホールドの長さを１：２：３で設定すれば良いのではないかということです。

LSエンジンの例で言うと、次の爆発まで270°の間隔がある７番のマニホールドの長さを１として、180°の間隔になる１番と５番を２、90°の間隔になる３番を３の長さにすればピタリ等間隔になるように思います。

がしかし、距離が伸びると流速が落ちます。

しかも、流体の場合、速度低下は線形ではありません。

さらに気体は圧縮性流体で、排気バルブから排気が粗密波として流れてくる非定常。単純に１：２：３では成り立ちません。

これは簡単な手計算で解けるレベルではなく、高度な流体解析技術を必要とします。
というわけで、各マニホールドの長さを変えて集合部分で等間隔にするのは難しいので、排気脈動による負圧効果を期待するのはあきらめて、集合部までの距離を思いっきり長くとったロングチューブと呼ばれる形式にして排気干渉をなくすことで満足するか、あるいは排気音量規制がないドラッグレースなどであれば、いっそのこと各気筒を独立して排気してしまいます。

以上の理由でコルベットに等長ヘッダーを付けることに意味はありません。

入れるならロングチューブです。

しかし、クルマは趣味のものです。

性能が全てではありません。


「等長ヘッダーを入れたんだ。」
と、満足気に話している人に、等長ヘッダーが無駄であることを説明するのは無粋です。

入れちゃった人にはだまっておいてあげましょう。

これから入れようと思っている人がいたら、思いっきり語ってあげてください。