可変長吸気マニホールドはどのように機能しますか？

多くの自動車メーカーがこれを使用してパワーとトルクの数値を改善していると聞きました。

彼らは多様体の長さを変えることでこれを行います。

吸気ランナーの長さは、エンジンの動作に一定の影響を及ぼします。たとえば、長い吸気ランナーを使用して下端トルク（低RPMでのトルク）を改善し、短い吸気ランナーで上端出力（高RPMでの馬力）を改善します。長さはエンジンごとに異なり、エンジンが動力を与える各車両の目標も異なります。

また、各ランナーの直径を考慮する必要があります。すべてが空気流の質量と速度に相関しています。RPMの範囲では、ランナー内の気流の速度が増加しますが、ある時点で最大になり、速くなることができず、制限されます。気流の速度が増加すると、慣性も増加します。吸気行程の下部では、気流の慣性がシリンダーに空気をもう少し押し込み、動力を助けます。しかし、ランナーが最適でない場合、それは起こり得ません。

たとえば、直径の長いランナーは、速度制限に早く到達するため、低トルクで役立ちますが、制限が大きすぎるため、上端の馬力が低下します。直径の大きいランナーは、後で最大速度に達するため、トップエンドのパワーに役立ちますが、慣性を構築するのに十分な速度を得ることができないため、ローエンドトルクには役立ちません。

ランナーの長さの違いがわかったので、可変長のランナーマニホールドを使用するのが良い理由を想像できます。両方の長所を活用できます。通常の多様体では、目標が何であれ、正確な多様体を選択する必要があります。たくさんのドラッグレースを行う予定の場合、トップエンドのパワーをサポートするランナーを備えたマニホールドは、ほとんどの場合、ローエンドRPMの範囲でオートクロスを行うかのように最適です。 、ローエンドトルクを最適に改善するためにマニホールドを選択できます。それはすべて異なり、すべてのアプリケーションに正解または不正解はありません。しかし、妥協点があります。

ただし、通常の毎日のドライバーの場合、ライトを止めるにはストップライトの周りを運転するためのローエンドトルクが必要なため、妥協したくはありませんが、高速道路で合流したり、誰かを追い越すためには、そのパワーが必要です。

可変長ランナーマニホールドは、状況に応じて、バルブを使用して2つのランナーを切り替えます。エンジンの負荷が高い（低RPM）場合、マニフォールドは切り替わり、長くて小さいランナーを使用してローエンドトルクを取得します。エンジンの負荷が低い（RPMが高い）場合、マニフォールドは、より短い、より大きなランナーを使用するように切り替わり、上部のパワーを助けます。両方の長所。

免責事項：これは、インテークマニホールドとランナーの簡単な説明です。サージタンクの間には科学の世界があり、乱気流や渦などの気流のダイナミクスがあります。もちろん、強制誘導エンジン（ターボ、スーパーチャージャー）に関しては、これらのルールは変わります。

編集：これは画像です

コメントの1つで説明されているように、蝶のセットを制御するシャフトがあります。シャフトが回転し、バタフライの位置を変更してランナーのプロパティを効果的に変更します。ご覧のように、この写真ではシャフトが真空調整されています（リンケージを開始して左に作業します）。真空ラインが取り付けられたベル型の変調器があります。現代のものはより電子的な方法を使用するかもしれません。

可変長吸気は、ヘルムホルツ共鳴と呼ばれる物理的現象のおかげで、吸気マニホールドに入る空気の圧力を増加させます。

また、機械装置（コンプレッサー/ブロワー）を使用して吸気圧を高める必要がないため、動的過給としても知られています。

ヘルムホルツはどのように気圧を増加させますか？

技術的になりすぎることなく、空気取り入れ口のジオメトリにはヘルムホルツの特定の周波数が関連付けられています。これは、開いたボトルの首を吹くと特定の音または音程が得られるようになります。

この周波数では、空気分子の振動が大きくなり、圧力が高くなります。

では、なぜ有効な吸気形状を変えることが役立つのでしょうか？

エンジンRPMは、吸気バルブの開閉頻度を管理します。これらのバルブは、周波数シグネチャに変換されるパルスを生成します。

有効な形状を変える背後にある考え方は、吸気のヘルムホルツ周波数を、RPMの範囲でエンジンが要求する周波数と同期させることです。

これにより、吸気がより高い圧力でシリンダーに入ります。言うまでもなく：

▲ Air Pressure → ▲ Bang → ▲ Torque → ▲ Power

それでは、メーカーはどのように吸気形状を変えるのでしょうか？

多くの方法があり、それぞれに長所と短所があります。

• 吸気ランナーの延長/短縮

  91年のル・マンに輝いたマツダ787Bは、この初期の例です。リンクされたYouTubeビデオでは、インテークランナーがトロンボーンのように上下にスライドします。

  ▲ RPM → ▼ Length required
  

• 異なる長さの2人の吸気ランナー間の調整

  これがDustinDavisの答えが説明していることです。1つの長いランナーと1つの短いランナーの2つの吸気ランナーを流れる空気を想像してください。

  ランナーの最後に、バタフライバルブが各ランナーから順番に引き込まれる空気の量を決定します。バルブの位置を変更すると、有効な吸気長が変わります

• 振動吸気システム

  これらのセットアップでは、吸気バルブの開閉を使用して、吸気の有効な形状を制御します。

では、なぜこのセットアップはより一般的ではないのでしょうか？

多くの場合、コストはメリットを上回ります。私たちが望む限り、力がすべてではありません。

さらに、このセットアップでは、わずかな電力/トルクゲインのみが提供されます。このアプローチでは、一般的なゲインは3〜5％になります。