充填効率の向上

自然吸気エンジンのシリンダーの容積一杯に吸入すると、充填効率100％となり、
最大のトルクが発生します。
自然吸気エンジンのトルク曲線は、中間の回転数あたりでピーク値となる
山の形です。
充填効率を向上させる方法として、吸気管長を変化させる方法があります。
トルクがピーク値となる吸気管の長さを、回転数の低下に同調させて、
連続的に長くすると、トルクはピーク値を維持できる。
また、中間の回転数から回転の上昇に同調させて、連続的に短くすると、
高回転までトルクはピーク値を維持できる。
吸気管の長さで、吸気抵抗を変化させる事で、充填効率を上げています。
ただ、吸気管の長さを、大きく変化させる必要があります。

吸気抵抗を変化させる方法はもう一つ、吸気管の断面積を変化させる事です。
断面積を小さくすると、吸気抵抗は増え、大きくすると、吸気抵抗は減ります。

深呼吸する時には、口を窄めて空気を吸い込むと、肺一杯に吸い込めます。
これは、エンジンが中間の回転数より低回転時の状態です。
この時に、口を大きく開くと、肺一杯に吸い込む事はできません。

逆に、運動していて、短時間に多くの酸素を取り入れたい時は、口を開いて速い呼吸を繰り返します。
これは、エンジン回転数が中間よりも高回転時の状態です。
この時に、口を窄めては、肺一杯に吸い込む事はできません。

具体例として、エアークリーナーボックスの空気の入り口に、その入り口の断面積を変化させる事ができる装置を設置する事で、容易に実現できます。

断面積の大きさと回転数は同調させる。
一定の回転数を保ち、断面積を変化させて、最大のトルク値となる面積で同調させる事を繰り返し行い、回転数の変化に合わせて最大のトルク値となる断面積に変化させる事ができる。