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2009年 02月 20日

 「エアーファンネルについて あらためて 考えて・・みたり・・・・」



エアーファンネル…

 レーシングマシーン? すんげ~キャブ? 吸気音? 速そ~?      イメージは色々・・


そもそも「ファンネル」とは・・・
辞書…funnel=じょうご(漏斗)
漏斗状のもの《通風筒・採光孔など》先が窄まっている物。そして「通風筒」など・・
オートバイ・自動車で使う際は 主にこちらの解釈。
この「通風筒」にはファンネル、トランペット、ラムパイプ、
カールファンネル、エアホーン、ヴェロシティースタックス etc.と
色々な呼び名があるのですが指している物は、皆同じ効果を発揮する物です。
日本では70年代頃?から・・一部アフターマーケットで売られるようになり
「エアーファンネル」と 一般的には 呼ばれるようになったと思います。


ファンネルの効果・・・
空気も液体と同じ様に "重さ" "粘り気" があり
流体力学上、気体は壁面を伝わることが知られています。

通常 エアーファンネルを付けていない状態(吸入口が切りっぱなしの状態)パイプの端面が鋭角の場合は
その部分で空気の流れが切断されてしまうため、空気を取り入れた場合、吸入口の内壁付近には
空気の渦が出来、澱んで 実際の吸入口径を狭めてしまい、その口径の前面にある空気を吸うのが精一杯。
さらに、吸入口端からシリンダーまでの距離が短い為、空気が整流されずに流速が遅い。


これを「ファンネル形状」とすることで ・・・
吸入口がトランペットの様に広がっているので入り口に空気の渦が出来ない。空気の流れが
スムーズになり口径が広がったように作用する。さらに入り口が広がった分多くの空気を取り込む事が出来る。
俗に言う ”カールファンネル”の様に外側の方までカールしてファンネル外壁付近の空気を強制的に
引きずり込んでくれるモノもある。
極端な言い方をすれば、内径が無限大に広がったのに近い形になり、負圧による流速を加味すると、
実口径の何倍もの空気を吸い込むことができるようになることにより、燃焼室に空気を多く導いて
圧縮比を上げたと同じような効果と言われている。


長さ・先端角度・大きさ・形状・・・・・
基本的にファンネルは全回転域でのパワーアップといった事はあまり望めません。
巷では「高回転狙い=短いファンネル」「低回転狙い=長いファンネル」と言われています。

吸気管の動的影響
慣性効果・・・・低回転時、圧力振動が充填効率を向上させる作用
脈動効果・・・・高回転時、圧力振動が充填効率を向上させる作用

吸気管の長さや太さによって効果が変わってきます。
吸気管の長さが短い時、正圧波が新気をつれて戻ってくるまでの時間が短くなるので
容積効率のピークは高回転にシフト→(短いファンネルが高回転・高出力タイプ)
反対に長くなれば低回転にシフトし→(長いファンネルが低回転・トルク重視)タイプ

レースセッテイングの本によると、ファンネルは段付きを極力少なくし、テーパー状とし・・・
(ファンネルのテーパー角度はサージタンク(BOX)内など閉空間では10~12度が最適
開放型のファンネルはテーパー角度14度くらいが良いようです。)
「ただのストレートパイプではなく、必ず入り口はカールさせる」と あります。
このカール部分で 吹き返しガスが外気のほうに行かず戻され、次の新気が入る際には
新気と一緒になって押し込まれるようです。
入り口の大きさもあまり大きく開くと高回転ではパワーダウンしてしまいます。
多く詰め込むと入らなくなるのと同じなのでしょうね。
小さく開いてカールで周りの空気を集めるの正解のようです。
ただ実際には最適な長さ、形状などは流体力学の領域?です。
もっとも効果を出したい領域に最適な長さや角度にしながらRで繋がないとならないのですが
限られた寸法と形状からファンネルのRは途中で切らずに、できるだけ大きなRをとれるようにするとともに
さらに ファンネルを最外径からさらに裏側まで回り 込ませた形状。
 これが 現在 最も効率が良い!と されている形状 通称「カールファンネル」です。


「じゃ、一体どんだけ パワーアップ?」・・・
一般には「空気の動的効果」をうまく使えば吸入効率が10%上がると言われています。
ただし、これはエンジンの仕様と吸気管長が"ピッタリ合った回転域"だけです。
先にも述べたように「全回転域でのパワーアップ」は出来ません。
よって「どれだけのパワーアップが見込めるか」はその車両の
吸気口径、ピークパワー値、バルブタイミング、シリンダー容量、吸気温度等などが関係してくるので
一概には答えられません。また、実際には、パワーチェックをしないと体感で判断するのは正直難しいです。
人間の体感は”良くも悪くもエエ加減”な もんです。得てして 「良くなった・・と 思いたい・・思い込み」な
”気分・モチベーション”の部分も 乗り手にとって非常に大切な所ですが 本当のところは・・・
パワーチェックしないと 良し悪し は 判断できません。


エアークリーナーBOX・インダクションBOX・・・・
「吸入口付近には邪魔な物を置かない」→障害物があると吸入効率が落ちてしまいます。
たとえば・・
ハーレー純正エアークリーナーのように サクション吸入口がボックスの壁面に近い場合は、
ギリギリまで口径を広げるよりも、ファンネル形状にしたほうが実際の吸入量は有利な場合があります。
CVキャブ採用以降の車体は、良く観察すると ファンネル形状を そのまま模倣した形で
エアクリーナーボックス内外の吸入口部分にも採用されています。

純正の場合は ファンネルよりも前に インダクションBOXや吸気配管が加わる・・ 
一般公道も走る場合は 低中回転のトルクも重要で ドライバビリテイを大きく左右するため
吸気配管長がある程度あったほうが、全域気持ちよく使えます。 
流体が流れる配管なので 吸気管の長さには効率の良い管長があります。
純正の配管ではその点、スペース的な制約の中で 可も無く不可もなく・・管長を 上手くまとめています。 
 
純正のメリットは・・・
・防滴性にも優れて気温や湿度にセッティングが左右されにくく雨天での使用にも対応し
・吸気の「音消し」の効果も狙って、ゴムやプラスチックを使用しています。

デメリットは・・・
・スペース的な要因「サクション吸入口がボックスの壁面に近い」から、壁面に近い部分には
 デッドエリアが生まれますので、実際の口径 よりも意外に吸えていない。
 理想的な 吸気管長を確保しにくい。 吸気の変化がマイルド=レスポンスが甘い。

だからと いって・・・
エアークリーナーにむやみに多数の穴を開けたりして管長を短くしてしまうと
高回転は良くなりますが 低中回転は充填効率が下がってしまう。

 じゃ、いっそのこと 「無し!」 にすれば・・

よくあるパターン・・
ファンネルを付けると ついついカッコいいんで、エアクリーナーを付けずに剥き出しで乗って・・
レースでは もっとも効率の良い回転数のみ考えるので極力吸気配管を短くしてしまう場合があります。
(見た目 レーシーでカッコイイ~   私も・・・  昔はやりました・・・・。)

     ですが・・・街乗りの場合やっぱりエンジンにも・お財布にも あまり よろしくありません。

また、ハーレー純正装着のような CVキャブレター(負圧サーボ型)の場合は、特に 応答性が悪いため
インダクションBOXの役割を果たす「タメ」がないと かえって 全開時以外のレスポンスは悪くなります。
そのため、何らかの BOX形状・汎用エアークリーナー(SEやS&S ・ラムフロータイプetc...)の内部に
エアーファンネル&高効率エアークリーナーの組み合わせ(吸入口端からエアクリーナーの間に注意)
その間隔は 少なくとも 「キャブ口径の1/2程度は必要」なので どうしても ファンネル長に制限が
出てしまいます。その 長さ を キャブ→エアークリーナー間スペーサーにて「全体的な吸気管長の調整」
を、してやるのが やはり ”BEST”高効率?!かな~   と思われます。
最近では、本来 それだけでは「吸気抵抗はなくなるがパワーアップにはつながらない」と よく言われる
”パワーフィルター”にも 内部にファンネルを備え なおかつ吸入口端 正面部分をすり鉢上にした
(この形・・・・元祖は やはり S&S社 なのでしょうか?)大容量・高効率な構造のモノも存在してます。



エアーファンネルを使用する場合の注意点

・ 強度が十分なこと。取り付けがしっかりしていること
 (エンジンの振動や吸気による振動による割れ・折れは エンジンが壊れるので注意!)
・ キャブレター吸入口との段差 及び 2次空気を吸わないように取り付ける (ファンネル効果半減)
・ ファンネルが長すぎてインダクション(エアークリーナー)ボックスとの隙間が狭いと、
  その隙間ぶんの吸気管径しかないと同じになるのでかえって吸気効率が落ちる 
・ 自分が求める 主な走行Feeling及びエンジンチューニング・使用回転数にあわせ
  装着後の寸法を計算・想定して 使用を決める。

  基本:ファンネル長い = 低速、中速重視    ファンネル短い = 高速重視


吸気システムをチューンナップする主な目的は、レスポンス向上にあるかと思います。
これは純正キャブの内部改造パーツ(ダイノジェット)や 高性能キャブ(FCR/HSR等)にも
同様の事が言えると思います。競技車と 一般車では 様々な面で異なります。
街乗り・ツーリング使用では過激なレスポンスは 疲労の増大に繋がりますので、
ある程度・・目的に応じた仕様にとどめて 一番 多く使う 走行場面を 想定して 
                             良~く考えて 「自己責任」で チューニングしましょう。ネ!




なんだか、珍~しく?  むずかし~いお話を  長々と  書き連ねてみました・・・

 「って・・   ここまで・・・ たどり着く人?居んのヵ~? ぐらい・・・ 自分でも疲れた~ ふぇ~」


そんな オイラが ”エアーファンネル”最初 つけて 乗ったのは ”HONDA Monkey Z50A”

 「リアがリジットでキャンディーオレンジ/アイボリー(白)・・かわいいヤツ 低次元のウイリーして遊んでました!」



  
 
 おまけ・・・・

最近、よく耳にするようになった 「POWER-NOW」 って すんご~く アレに 似てる・・

アレ・・とは
前に、登場したことがある オイラの「オンボロ2号機」CB125JX 

発売当時・・ HONDAさんとしては、ケッコウ気合入ってて 新しい試み・・いくつか
有名なとこでは・・ いろんな意味で すげ~ コエ~?な「メカニカルディスクブレーキ」と・・ 
 もうひとつ   
謎の?「アトマイザープレート??」ってのがありまして
コレが 例の”パワーナウ” と似てんですナ~。
ちょいと違うのは・・ 片や「フラットプレート&穴付」片や・・「スロットルバルブのカッタウェイに合せ湾曲」
 あと 取り付ける位置が「キャブレターの 前か 後か」って こと。


”パワーナウ”は・・・
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取り付けた車両に実際乗ったこと無いんで、説明・・  読んだ感じ では・・・  アクセル開度 全閉~1/2に・・・・・
「ある程度以上の排気量であんまりアクセル開けない走りや、
アクセルワークでゆーとこの ”パーシャル”時に ケッコウ効きそう」な イメージ・・


”アトマイザープレート”の方は と ゆーと・・・
b0133126_1595211.jpg
HONDAさんの説明では
新発売!1975年型ホンダ ベンリイ CB125JX   
吸気系のインレットパイプは※アトマイザープレートを採用した新機構。
大型キャブレター(24φ)との相乗効果により、なめらかな発進加速性能が得られました。
※アトマイザープレートとは・・・
使用頻度の多いキャブレター開度6~7割までの状態では、インレットポート断面 積を7割程度におさえて
混合気の流速を上げ、霧化を向上するようポート内部を上下に2分割するプレートを設けたものです。
これにより燃焼効率が上がり、発進加速時などに起こりがちな一瞬の息つきを防止して、
シャープなレスポンスが得られるだけでなく、燃費の向上にも役立っています。

 ・・・だった みたい   ですが  ネ!

 「ベロ ベロ べ~?」

率直な 感想!「あっても なくても ほとんど 解かりませ~ん」 デス。
たぶん、排気量小さいのと 超高回転型のエンジン&自分の乗り方・・の問題 も あるのかな~?
ほとんど、「全開太郎くん」走行に近いので、おいしい部分、、全く わかりませ~ん。
                               で・・ 今は・・ はずして しまい ました。  アシカラズ~


ま、両者共に 「キャブレターの前か後」「形状に微妙な違い」はあれど・・   
                                 目指したトコは 「ほぼ・・・同じ」とこに あるのかな~?


なんとなく・・  だけど コレ 

 アクセルワーク命! な 「強制開閉型キャブ」 よりも・・・・

 「負圧サーボ型キャブ」 の方が 効果体感! できる ような  気がしますナ。



 以上。  「こんなの・・・」    「考え中・・」 から     こそこそと・・ 「製作中・・」 な
                                                                 E/J

by ejcpps | 2009-02-20 15:56 | Special Made | Trackback | Comments(6)
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Commented by 隼卓造 at 2009-02-20 18:19 x
♪おぉ~大作ご苦労様でっす。一気に読んでぇセコウィリーにヒット(笑)

現在~しかたなくぅカブ通勤をメインにしてます。若い子に自動遠心セコウィリーかましたったらウケるウケるで最近調子こいて頻繁にやってます(笑)

大作と違う内容でどうもすみません(爆)
Commented by ejcpps at 2009-02-24 14:57
>隼卓造 さま。そこまでお読みいただきありがとうございます。
もとい・・おつかれさまでした~
自動遠心セコウィリーは、前の車との車間距離にご注意ください。
大昔に・・・渋谷公園通りパルコ前にて モンキーでTAXIのバンパーに ぶらさがった 男 より・・
あ~ 大恥!!
Commented by あき at 2009-10-26 02:40 x
ありがとうございま〜す
最後まで読ませて頂きましたぜ

当方スポスタ98式です
低速重視は長めの物がよろしいんですよね
おすすめ、あったりしますか?
もしよければ・・・
Commented by ejcpps at 2009-10-26 06:24
>あき様。はじめまして・・E/Jデス。
コメントいただきありがとうございます。
スポスタ乗りのお方、訪問いただき感謝でございます。
オススメ・・とのことですが
只今、オークション出品中の コチラ ↓
http://page13.auctions.yahoo.co.jp/jp/auction/r53178881
など ご参照いただければ 幸いでございます。
他・・寸法指定 など 製作・ご相談も可能ですが その場合は
お手数をおかけいたしますが、メールにてお問い合わせいただければ
幸いでゴザイマス。
どうもありがとうございました~。
Commented by 空ひと at 2010-01-02 11:31 x
E/J様
あけましておめでとうございます
2010年も楽しく心地よく走りまくれること祈っております
 
返答が大変遅くなり申し訳ありません
言い訳はいたしません そういう奴なのです


いつもありがとうございます
勉強させて頂きつつ読ませて頂いております


当方98’スポスタ1200s を手に入れて間もない者です
ほんとに久しぶりの単車乗りでして しかしやっぱええわ~
オレの人生には単車は必要だな!と、毎日喜んで走っております。


やりたいことが山積みで、まずは駆動系から手を付けたく模索しております
ファンネルにたどり着くにはまだしばらく時間がかかりそうであるにもかかわらず
つい気になってしまい、のコメント もうし訳ありません
しかしアクセルのあけはじめの反応や息つきなど、
間違いなく修正したい部分なので
そのときはどうぞよろしくお願いいたします


せっかくの休みなのにバッテリーを上げてしまい
正月明けての店開き、充電器購入を待っている
おばかさん より
Commented by ejcpps at 2010-01-03 19:22
>空ひと様。・・もとい >あき様?
新年のご挨拶いただき 誠にありがとうございます。
首題の件・・に つきましては すっかり 忘れておりました(爆)
「言い訳はいたしません そういう奴なのです」
本年度より・・自分らしさを大事に・・な スタイルに 少々路線変更?
な 可能性 多々・・ ございますが・・
よろしくお願い申し上げます。 ありがとうございました~


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