吸気マニホールド。
キャブレターまたはスロットルボディ式ガソリン噴射エンジンの場合、インテークマニホールドとは、キャブレターまたはスロットルボディの後方からシリンダーヘッドの吸気ポートの前まで続く吸気管を指します。その機能は、キャブレターまたはスロットルボディを介して各シリンダーの吸気ポートに空気と燃料の混合気を分配することです。
ポート燃料噴射エンジンやディーゼルエンジンの場合、吸気マニホールドは単にクリーンエアをシリンダーの吸気口に分配するだけです。吸気マニホールドは、空気、燃料混合気、またはクリーンエアを各シリンダーに可能な限り均等に分配する必要があるため、吸気マニホールド内のガス通路の長さは可能な限り均一にする必要があります。ガス流抵抗を低減し、吸気量を向上させるため、吸気マニホールドの内壁は滑らかである必要があります。
吸気マニホールドについて説明する前に、エンジンに空気がどのように入るかを考えてみましょう。エンジンの紹介では、シリンダー内のピストンの動作について説明しました。エンジンが吸気行程にあるとき、ピストンは下降してシリンダー内に真空状態（つまり、圧力が小さくなる）を作り、外気との圧力差を発生させて空気がシリンダー内に入るようにします。例えば、誰もが注射を受けたことがあるでしょう。看護師が注射針を注射器に吸い込む様子を想像してみてください。注射針を注射器に例えると、注射針を注射器に吸い込む様子が分かります。注射針を注射器に例えると、注射針を注射器に吸い込むと、注射針が注射器に吸い込まれ、エンジンがシリンダー内に空気を吸い込む仕組みです。
吸気端の温度が低いため、複合材料が吸気マニホールドの材料として人気があり、内部が軽くて滑らかで、抵抗を効果的に減らし、吸気効率を高めることができます。
名前の由来
吸気マニホールドは、スロットルバルブとエンジン吸気バルブの間に位置します。「マニホールド」と呼ばれるのは、空気がスロットルバルブに入った後、マニホールドバッファシステムを経て、エンジンの気筒数に応じて空気流路が「分割」されるためです。例えば、4気筒エンジンは4つの流路、5気筒エンジンは5つの流路を持ち、それぞれ空気がシリンダーに導入されます。自然吸気エンジンの場合、吸気マニホールドはスロットルバルブの後に位置するため、エンジンのスロットルが開いているとシリンダーが十分な空気を吸い込むことができず、マニホールド内の負圧が高くなります。エンジンのスロットルが開いていると、吸気マニホールド内の負圧は小さくなります。そのため、燃料噴射エンジンでは、吸気マニホールドに圧力計が設置され、ECUがエンジン負荷を判定して適切な量の燃料噴射を行うための圧力が算出されます。
さまざまな用途
マニホールド負圧は、エンジン負荷を判定するための圧力信号を提供するだけでなく、様々な用途があります。ブレーキもエンジン負圧を利用して補助する必要がある場合、エンジン始動時には負圧の作用によりブレーキペダルが軽くなります。また、マニホールド負圧を利用した定速制御機構もいくつか存在します。これらの負圧管が漏れたり、不適切に改造されたりすると、エンジン制御に不具合が生じ、ブレーキの作動にも影響を及ぼします。そのため、運転の安全性を確保するために、負圧管に不適切な改造を行わないようご注意ください。
巧妙なデザイン
吸気マニホールドの設計にも多くの知識が必要です。エンジンの各気筒の燃焼条件を均一にするためには、各気筒のマニホールドの長さと曲がり具合を可能な限り均一にする必要があります。エンジンは4ストロークで作動するため、各気筒はパルスモードで吸気されます。経験則として、長いマニホールドは低回転運転に適しており、短いマニホールドは高回転運転に適しています。そのため、一部のモデルでは可変長吸気マニホールド、または連続可変長吸気マニホールドが採用されており、エンジンはあらゆる回転域でより良い性能を発揮できます。
優越性
プラスチック製インテークマニホールドの主な利点は、コストが低く軽量であることです。さらに、PAの熱伝導率はアルミニウムよりも低いため、燃料ノズルと吸入空気の温度が低くなります。これにより、ホットスタート性能が向上し、エンジンの出力とトルクが向上するだけでなく、コールドスタート時のパイプ内の熱損失をある程度抑制し、ガス温度の上昇を加速します。また、プラスチック製インテークマニホールドの壁面は滑らかであるため、空気抵抗が減少し、エンジン性能が向上します。
コスト面では、プラスチック製インテークマニホールドの材料コストは基本的にアルミ製インテークマニホールドと同じで、プラスチック製インテークマニホールドは一度成形されるため、合格率が高いです。アルミ製インテークマニホールドのブランク鋳造歩留まりは低く、加工コストは比較的高いため、プラスチック製インテークマニホールドの製造コストはアルミ製インテークマニホールドよりも20％～35％低くなります。
材料要件
1) 耐高温性：プラスチック製インテークマニホールドはエンジンのシリンダーヘッドに直接接続されており、シリンダーヘッドの温度は130～150℃に達する可能性があります。そのため、プラスチック製インテークマニホールドの材質は180℃の高温に耐える必要があります。
2) 高強度：プラスチックマニホールドはエンジンに取り付けられ、自動車エンジンの振動負荷、スロットルとセンサーの慣性力負荷、吸入圧力の脈動負荷などに耐えるだけでなく、異常な焼き入れが発生したときにエンジンが高圧脈動圧力によって爆発しないことを保証します。
3) 寸法安定性: 吸気マニホールドとエンジン間の接続部の寸法公差要件は非常に厳しく、マニホールド上のセンサーとアクチュエータの取り付けも非常に正確でなければなりません。
4) 化学的安定性: プラスチック製インテークマニホールドは作動時にガソリンや不凍液と直接接触します。ガソリンは強力な溶剤であり、また、冷却液中のグリコールもプラスチックの性能に影響を与えるため、プラスチック製インテークマニホールド材料の化学的安定性は非常に高く、厳密にテストする必要があります。
5) 熱老化安定性。自動車エンジンは非常に厳しい周囲温度下で作動しており、作動温度は30〜130℃で変化するため、プラスチック材料はマニホールドの長期信頼性を確保できなければなりません。
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