図
図において
，
K / K M曲線と T / TM 曲 線 は い ず れ も ほ ぼ 相 似 で あ り ， し か も 最 大 給 気 比 を 与 える回転数 (K / K M= l の回転) と最大トルク ( T/ TM=l ) の 回 転 数 は よ く 一 致 し て い る 。 従 っ て，機関トJレ クに対す る給気 管 系 の 動的 効 果 ， と り わ け 最 大 ト ル ク の 生成条 件に及 ぼす諸因 子の影響に関しては，給気比による実験( 発火運転) をもって代用できるζ とがわかる。
さ ら に ， す で に 指 摘 し た よ う に 発 火 運 転 と 駆 動 運 転 の 給 気 比 曲 線 も 相 似 で あ る の で ， 駆 動 運 転 の も と に 給 気 比 l乙関して得られた従来の結論は，すべて機関トルクに対しでも，そのまま 適用して差支えないものと思われる。しかし，気化器開度が極めて小さい場合( たとえばC‑ l / 4) に は 図‑ 3のように給気比と機関トルクの両曲線は相似とならず， 機 関 ト ル ク 曲 線 の 山 を 生 ず る機関回転数は給気比曲線の山を生ずる回転数よりも高速側に移動している。
こ の 理 由 に つ い て は ， 今 後 詳 細 な 実 験 的 究 明 を 要 す る が ， 一 応 次 の 如 く 推 察 さ れ る 。 一 般 に 気 化 器 開 度 が 小 さ く ， 給 気 比 が 低 い と ク ラ ン ク 室 圧 も ， そ れ に 応 じ て 低 く な る の で ， 掃 排 気 過 程 に お い て ， 燃 焼 ガ ス が ク ラ ン ク 室 内 に 吹 戻 す 現 象 が か な り 顕 著 と な る 。 し か も ， こ の 現 象
は低速回転ほど増加する傾向をもっ。( 排気孔の時間面積が増大するため) 従って新気の充填効
率 が 急 激 に 低 下 し ， 燃 焼 悪 化 を も 伴 っ て 機 関 ト ル ク の 著 し い 減 少 を き た し ， そ の 結 果 ち ょ う ど
N
= 2 5 0 0 r p m附近で最大の機関トノレクを生じたものと思われる。なお気化器全聞の場合には 給 気 比 も 高 い の で ク ラ ン ク 室 へ の 燃 焼 ガ ス の 吹 戻 し も 少 な く ， か か る 現 象 は ほ と ん ど 表 わ れ な いようである。3 ・2 排気管効果と機関トルク
排 気 管 系 の 給 気 比 lこ及ぼす影響については，すでに報告2 ) したが， 乙の場合の給気比と機 関トルクとの関係を次に述べる。
3 ・2 ・1 直 管 型 排 気 管 の 場 合
( 99)
機 関 回 転 数 を 一 定 と し
( N
= 2400 r p m，およびN= 3 0 0 0 r pm)，排気管長 (Le) を 変 え た 実 験 結 果 を 排 気 吹 出 し 特 性 数Ze ( ］］ ｌｾ＼
) で 整 理 し た の がιιe ノ
図‑ 4である。
図によると，最大トルク (T ‑ T o )M
を与える特性数( 乙) は最大給気比( K
‑ K O)Mを 与 え る 特 性 数(Ze) よ り も や や 小 さ い 。 乙 れ は Ze(
三 三 L :)
αN . L:
の 関 係 か ら 容 易 に 推 測 さ れ る よ う に 他 の因子( L:，αe) が 一 定 の 場 合 に は( T ‑ TO) Mを 与 え る 回 転 数 が(K ‑ K o )Mの回 転 数 よ り も 低 速 側 に 生 じ て い る こ と を
110
K
ひ
[
4/4%
意味する。 こ の 原 因 を 明 ら か に す る た め 図‑ 5のオ シ ロ ク ラ ム と 図‑ 4の実験結果とを対比すると， 次 の通りである。
たとえば，図‑ 4のα 点 ( Ze=T0. 15) に お け る 給 気 比 ( K ‑ Ko)は 小 さ な 山 を 生 じ て い る が ， 機 関 ト ル ク ( T‑ To) は む し ろ 低 く ， 機 関 ト ル ク 曲 線 の 谷 と な っ て い る 。 乙 の 場 合 の 排 気 管 圧 は 図‑ 5 (a) の 如 く 掃 排 気 期 間 の 後 半 に 排 気 吹 出 し 圧 力 投 の 二 次 の 負 圧 が 重 畳 し て い る 。 こζ れ に 対 し 図‑ 5 (b)， Ze宇0. 275では 掃気期間後半，とくに S.C. "' E. C. の 期 間 に 二 次 のE
圧 波 が ち ょ う ど 重 な っ て い る が ト ル ク 曲 線 は と 昇 を 始 め て い る 。 さ ら に 図‑ 5(c)， Ze宇0. 365で は 排 気 吹 出 し 圧 力 波 の1サイクjレが排気期間( 仇) にほぼ一致 している。乙の場合，機関トノレク ( T‑ T，，) は 最 大 値 を 示 し て い る 。 同 様 の 乙 と は 機 関 田 転 数 がN宇3000 r p mの 場 合 に も 認 め ら れ る 。 た と え ば 図‑ 6(e) のよ う に 排 気 吹 出 し 圧 力 波 の ー サ イ ク ノ レ が 掃 排 気 期 間 θe 8 ( E. O. "' S. C. ) に 一 致 す る と き や は り 最 大 ト ル ク を 生じている。( 図‑ 4参照)
元 来 機 関 ト ル ク は シ リ ン ダ 内 の 充 填 新 気 量 に よ (100)
Z e
ｾＴ 給気比，機関トノレクと Ze( C‑4j 4)
1 .0
ｌ･ｾ Ｒｃｭ ｚ･ｾｏＮＱＵ＠
a
Le=5Zcm
/ ¥
b
Ze怠0. 2'75
Le=67cm
c
Ze=O. 3o5 CT‑ To) M
d
区ジ
仰向〆
ハHU
‑ ‑
ρM
マム
61I︐︐︐︐r・
ｾＵ オ シ ロ グ ラ ム ( C‑ 4j 4， N= 2 4 0 0 r pm)
ク ラ ン ク 室 圧 縮2サイクノレ機関の給気比と機関トノレクとの関連について 649 っ て 規 定 さ れ る も の で あ り ， 主 と し て 給 気 比
に 依 存 す る こ と は 云 う ま で も な い が ， さ ら に 掃 気 孔 閉
(s .
c. ) から排気孔閉( E. C. ) の聞にお け る 排 気 管 内 圧 に も 幾 分 左 右 さ れ る も の と 考えられる。 それ故，充填効率( 従って機関ト
jレク) の改善を計るためには掃気持j間 後 半lこ 大 き な 負 圧 を 同 調 さ せ て 排 気 作 用 を 助 長 す る 排気吹出し効果( 最大給気比) の他に， S. C.‑‑‑，
E. C. 期 間 に 二 次 の 正 圧 波 を 重 畳 さ せ て 充 填
ガスがこの期間lこ排出するのを阻止する一種
の 過 給 効 果 を も 考 慮 し な け れ ば な ら な い だ ろ う 。 従 っ て ， 機 関 ト ル ク に 注 目 す る 場 合 に は 図 5(c) お よ び 図‑ 6(e) の 変 動 圧 力 波 形 か ら わ か る よ う に ， 給 気 比 の 場 合 と 多 少 異 な っ た 同調条件が必要! と考えられる。
次 に 気 化 器 開 度C‑ 1/ 4 の 場 合 の 実 験 結 果 を 排 気 吹 出 し 特 性 数( Ze) で 整 理 す る と 図 一7 となり，図中a ，b点lこ対応するオシログラム を 図 8 1と示す。
この場合， 最大トルク (T ‑ T o )Mの 生 成 条 件 と し て は 図‑ 8(a)， Ze宇0. 35 に示すように 掃 排 気 期 間θ( 制) と排気吹出し圧力波の1 サイ
クノレとが同調することであり， この場合も前
述 の 結 果 と よ く 一 致 し て い る 。 な お 図‑ 5 (d)， 図‑ 6(f)， お よ び 図‑ 8( b) の よ う に 排 気 吹 出 し 圧 力 投 の 約3/ 4サ イ ク ノ レ が 有 効 掃 排 気 期 間 (fJis) に 同 調 す る と き に は 最 大 給 気 比 (K ‑ K o )M
が与えられ， す で に 報 告2 ) したことと全く同 じである。
以上の解析から機関トノレクに対する排気 吹 出 し 効 果 の 同 調 条 件 と し て は ， 給 気 比 の 場 合 と 同 様 に
ZeT(三 ω ・L: ! ae) Tキ( } es/ 360‑仇/ 360 (1) ( 101)
Le=42cm
Le=67cm
¥1¥
i ハ
¥N=30T00We1N=3000 f r pm
Ze=O. 3ラ ( T ‑ T o) M
Ze=O. 42
( K‑ Ko)円
図‑ 6 オ ジ ロ グ ラ ム ( C‑ 4j 4，Nニ3000r pm)
守口 C‑1I4 K トN' 2400r pm
‑ ι
50
0. 25 T
ｫｾＮｭ＠
Q2
0. 4
Ze 0. 8
図‑ 7 給気比，機関トノレクと Ze
( C‑ l j 4， N= 2 4 0 0 r pm) 2 l e=75c m
b Ze=O. ラF
( T‑ T o)門
Ze=0.415
( K‑ Ko)門
図 8 オ シ ロ グ ラ ム ( C‑ l j 4，N= 2 4 0 0 r pm)
が得られる。次に機関トノレクに対する最適の排気吹出し特性数
(Z
e r ) と給気比に対する特性数 ( ZeM) との関係は(1 )
式 と 前 報 の 向 調 条 件 式2) とから次の如く与えられる。ZeT = (3/4)・(θe8/8: 8). Ze，11
(2) いま
(1 )
式 か ら 供 試 機 関 に 対 す る 特 性 数ZeT を求めると， 掃 排 気 期 間θ (
e8) を用いた場合に はZeT子0，34，排気期間( 比) に対してはZeT宇0. 37となる。また前報2 ) で 提 唱 し た 給 気 比 に 対 す る同調条件式に有効掃排気期間( ぬ) を用いると ZeMキ0.415となる。 こ れ ら の 各 計 算 債 を 図‑ 4 lこ併記しであるが，いずれも実験値とよく一致しており， (1)式 が 充 分 に 妥 当 で あ る こ と が わ か る 。 か く し て 給 気 比 に 関 し て 得 ら れ た す べ て の 結 論 は (2) 式 を 用 い る こ と に よ り 容 易 に 機 関 ト ルクに対して換等適用するととができるものと云えよう。3・2・2 排 気 管 に お け る 絞 り の 効 果
W . W i l hel m
6
) の 実 験 結 果 に よ る と ， 排 気 管 系 の 開 口 端 を か な り 小 さ く 絞 っ た 場 合 ， 給 気 比 が 低 下 す る に も か か わ ら ず 機 関 ト ル ク は む し ろ 向 上 し て い る 例 が 見 受 け ら れ る 。 し か し ， そ の 理 由 に つ い て は 触 れ て い な い 。 そ こ で ， か か る 開 口 端 絞 り の 効 果 を 詳 細 に 調 べ る 目 的 で ， 拡 張 宗 付 排 気 管 系 の 尾 管 開 口 端lこ開口比五民 = 1，0. 73 および '
0. 52の 穴 あ き 板 を 取 付 け て 実 験 を 行 な っ た 。 そ の 結 果 を 図‑ 9に比較しである。
図 に お い て 給 気 比( K ‑ Ko) は閉口比( 刃向が小さく なると順次低下し，} iゲeニ0. 52ともなると，もはや排気吹 出 し 効 果 は ほ と ん ど 期 待 で き ず ， 実 験 回 転 範 囲 の 大 部 分 は( K ‑ Ko)話O と な っ て い る 。 し か し ， 機 関 ト ル ク ( T ‑ To) は給気比の劣化にもかかわらず， ほぼ全回転数範国
20
0. 04
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