ucf20aのブログ一覧

低い回転数の時にシリンダーに入る吸気の量が少なくなることでトルクが小さくなると書きました。
人が深呼吸して肺に空気をいっぱいに吸い込もうとする時、口をすぼめてゆっくり空気を吸い込む動作をします。
この時大きく口を開けてゆっくり吸い込んでみると、吸い込んだ空気が逆流しやすいのがわかると思います。
エンジンではシリンダー内のピストンが最下点の位置において吸気バルブは閉まらず、最下点後のピストンが上昇途中で閉まるように設計されています。
せっかく最下点でシリンダー内に一杯に吸い込んだ吸気を、圧縮する時に少し吐き出してしまっているためにその分トルクの低下となります。
プログレの1JZ-GEの場合VVT-iでカムをずらす事で吸気バルブの開閉のタイミングを変えて吸気バルブの閉じるタイミングを早くするようにしています。
それは良いのですがカムを動かすと変わってほしくない吸気バルブの開くタイミングが早くなってしまい、排気ガスが吸気ポートに流れ込みやすくなり混合気と排気ガスが混合されてシリンダーに入る事になります。
理想は閉じるタイミングと開くタイミングを別々に制御する事ですが、一本のカムでするには制約があるので、電磁開閉のバルブで制御するかですね。
いずれにしてもエンジンのスロットルバルブからシリンダーまでの間で考えるとこの辺で行き詰まりになると思います。
スロットルバルブから空気の吸入口までの間で考えると違った解決方法があると思います。
特に低回転の時はスロットル開度が小さく、スロットルバルブよりシリンダー側にあるサージタンクなどは常に負圧状態で分子流と言われます。
スロットルバルブから吸入口までの大気圧状態は粘性流と言われて、分子流は粘性流に比べて流れる抵抗が非常に少ない為流れやすい特性がある為、分子流で空気の流れを制御するのは難しいと思います。
粘性流の状態で口をすぼめて空気に抵抗を付ける事で肺に空気を十分に吸い込めるのを応用する事ですね。

自然吸気のエンジンのトルク曲線は中間あたりのトルクが最大となり、その前後のトルクは緩やかに小さくなっているのが一般的です。
トルクはシリンダーに吸い込んだ混合気の量で決まるようで、ターボ車のトルクが低い回転数から最大トルクに近いのは、シリンダーに入る混合気の量が回転数の広い範囲で最大に入るからでしょう。
自然吸気のエンジンでは、最大トルクとなる回転数に合わせて設計された吸気通路では、それより低い回転数の場合吸気通路が大きいためにシリンダーに入る混合気の量が少なくなります。
これを解消するには、吸気通路を細くするか、長くすることで吸気に対して抵抗をつけることになりますが、この場合単純に最大トルクの発生回転数を下げることにしかなりません。
また、最大トルクの発生回転数を超えて回転数が上昇した場合は吸気通路の大きさが不足し吸気に対する抵抗が大きくなりシリンダーに吸い込める混合気の量が不足してトルクの低下が発生します。
これを解消するには吸気通路の大きさを大きくすることです。
　この二つを同時に解決するには、吸気通路を最大の大きさに設計して、通路の途中で吸気通路の大きさを回転数の低いときには小さくして、回転数が上がるのにあわせて吸気通路の大きさを大きくする構造にして吸気に対する抵抗を可変にすればいいと思います。