ヤマハが開発した新型マフラーが注目を集めている。しかし、オートバイとそのエンジンの設計に排気システムほど大きな影響を与える要素はほとんどありません。シリンダーヘッドの接合部からスロットルアウトレットに至るまで、緩やかに湾曲した形状はモーターサイクルとそのエンジンのキャラクターを定義するのに役立ちますが、その形状は純粋に美しいものとは程遠いものです。
排気ガスには速度という有用なエネルギーが含まれており、滑らかな形状はこのエネルギーの損失を最小限に抑えます（逆に、急激な方向の変化はこの流れを混乱させます）。このため、その曲率は可能な限り均一でなければなりません。
フルスロットルでは、燃焼室内の混合ガスの爆発中に、ピストン ヘッドの圧力は約 50 bar に達します。ピストンが下降するにつれてガスが膨張し、この圧力が急速に低下し、ピストンに動力が伝達されます。排気バルブが開き始めると、燃焼室内のガスの膨張によって生じる圧力は「わずか」 5 bar です。
しかし、大気圧が約 1 bar であることを考えると、ピストンを押し戻すためにガスのすべてのエネルギーを使い続けるのはなぜでしょうか?可能かもしれませんが、私たちはそれをしません。排気バルブは下死点よりも前に開き始める必要があり、エネルギーは別の方法でより効率的に使用されます。つまり、最適化された排気チューブで、排気エネルギーが音波として使用されます。 。
適切なサイズの導管内を伝わる正 (圧力) 波と負 (吸入) 波を使用して、ピストンの動きを補助し、使用済みの排気ガスを除去し、シリンダーを燃料と新鮮な空気で満たします。
排気チューブのサイジングにおける基本的なルールは、ダクトの断面積が増加すると排気圧力パルスが拡大し、それによって負の波が上流に放射/反射されるということです。導管の表面積が減少すると、その衝撃が保持され、正の波が反射されます。
4ストロークエンジンの排気原理
4 ストローク エンジンでは、排気バルブが開き始めると、排気圧力のパルスがそのシリンダーのマニホールドに入ります。導管が拡大する点に達すると、負の圧力波がモーターに向かって戻ります。マニホールドの長さは、この負の波がバルブクロスオーバー中にシリンダーに到達するように適切なサイズに設定されています。この負の波は、排気ストロークの終わりの上死点付近の期間であり、排気バルブはまだ完全に閉じていないものの、吸気バルブは完全に閉まっていない状態です。すでに開き始めています。この負の波はシリンダーに入り、まずピストン上の燃焼室から不活性排気ガスを抽出し、次に吸気システムに入り、ピストンが下降し始める前であっても、シリンダーへの吸気の流れを促進します。これにより、残留排気ガスによるフレッシュチャージの希釈が防止され、吸気プロセスがより早く開始されるため、トルクが増加します。
負の波と正の波が排気管内で交互に現れるため、低速ではバルブが交差するときに燃焼室に入る負の波ではなくなり、排気ガスを燃焼室に押し込む正の波になります。吸気バルブから吸気システムへ。これにより、ピストンが吸収しようとしている新たな負荷が弱まり、エンジンのトルクが低下します。
それで2Tは？
2ストロークエンジンの排気は全く異なります。それらは4ストロークのマニホールドとまったく同じようにマニホールドから始まりますが、類似しているのはそれだけです。コレクターの後には発散コーンとより大きな容積の拡張チャンバーが続き、その後直径が急速に狭くなりカウンターコーンになります。
2 ストローク ピストンがパワー ストロークで下降し、シリンダー壁に排気ポートが見え始めると、圧力パルスがマニホールド内に放出されます。この波が緩和ゾーンで最大直径に達すると、負の波となり円筒に向かって反射されます。そこでは、低圧がシリンダーから排気ガスを除去し、2 回以上の移送を通じて新鮮なチャージが入るのを助けます。
この図は、膨張ポット内の排気ガスが受ける圧力波を示しています。
シリンダーが空気で満たされると、この新鮮な混合気の一部がまだ開いている排気ポートから失われ始めます。排気チューブ内では、排気パルスがパイプの中央セクションを通過し、カウンターコーンに入り、排気ポートに向かって正の波を反射します。このポジティブな波は、逃げ始めた新鮮な空気をシリンダー内に戻すのにちょうどいいタイミングで到着します。
排気管設計者の仕事は、ライダーがギアボックスを使用してほとんどの時間、エンジンをそのゾーンに維持できる十分な幅のエンジン トルク ゾーンを作成することです。これがヤマハの新しいエキゾーストの目標です。ライダーが中速域でより高いトルクを得ることができ、コーナーを抜け出しやすくし、ストレートでのパワー不足を制限できるようにすることです。
