メリットが驚異的であるため、自動車メーカーは統合エキゾーストマニホールドに変更しています

写真:エンジニアリングの説明/ YouTube(スクリーンショット)

統合されたエキゾーストマニホールド、または「ヘッドフォールド」は、エンジンのシリンダーヘッドに鋳造され、不凍液によって冷却される排気マニホールドです。エキゾーストマニホールドが独立した部品ではなくなったこのタイプの設計は、自動車業界ではるかに一般的になりつつあります(2017 Honda Civic Type Rを 参照。これが理由です。

EngineeringExplainedのJasonFenskeに、水冷式エキゾーストマニホールドの利点について説明します。

Fenskeの主なポイントの1つは、排気ガスから熱を集めるクーラントがエンジンの温度をより速く上げることです。これにより、キャビンのウォームアップ時間が短縮され、エンジンの初期オイルフローが向上します(したがって、燃費、排出量、エンジンの寿命が向上します)。

別の利点は、排気ガスが非常に高いエンジン負荷が高い場合に発生し、触媒コンバーターの寿命を損なうリスクがあると彼は言います。Fenske氏によると、これらのガスを冷却液で冷却することで、エンジン制御ユニットがより多くのガスを燃焼室に排出して排気温度を下げる必要がなくなります。これは、彼が運転していた2017 VW Golf Alltrackで、驚異的な20%優れた高速道路の燃費を意味します。言うまでもなく、それに伴うCO2排出量の削減。

彼が言及していない3つの利点は、重量、パッケージングスペース、および触媒コンバーターのウォームアップです。通常、車はガスケットを間に挟んでヘッドにボルトで固定された別の鋳鉄製エキゾーストマニホールドを使用するため、重量は大きなものです。この統合されたセットアップは、そのマニホールド、すべてのボルト、およびガスケットを取り除きます。後者は、潜在的な故障モードとしても機能する可能性があります。

これらの緊密に統合されたマニホールドは通常、シリンダーヘッドにボルトで固定された別個のマニホールドよりも小さいため、この軽量化に関連するのはパッケージングスペースです。技術に関するフォードの特許によると、パッケージングスペースにおけるこの利点は、触媒タービンとターボチャージャータービンへの排気経路がそれぞれ短いため、触媒コンバーターのウォームアップ時間が短縮され(したがって、始動後の排出量が少なくなり)、ターボ応答が向上します。

もちろん、Fenskeが言及しているように、この統合されたエキゾーストマニホールドは、冷却システムにより多くの熱負荷を追加し、調整をより困難にします。しかし、これらの欠点にもかかわらず、排出量、燃費、キャビンのウォームアップ、重量、複雑さ、ターボ応答の利点は無視できません。そのため、過去10年ほどで「ヘッドフォールド」が非常に普及しています。

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