「エアフィルター」は、エンジンのマスク。

エンジンを人間の呼吸器になぞらえれば、口と鼻の直前で異物や微粒子を止める「マスク」に相当するのが、今回のテーマ「エアフィルター」です。大気中には様々な微小異物が漂っており、その大気を車両前面から取り入れて「濾す」役割を受け持つのがエアフィルターであり、量産仕様は耐久性・信頼性の経験則から、微粒子をエンジンの内部まで入り込ませない十分なマージンを持たせています。つまり塵の粒子を捕える能力は十分以上である反面、空気の流れやすさは少し抑えられおり、マスクに例えれば花粉は呼吸器に入ってこないけれども、ちょっと息苦しい状態といえます。
ここにAutoExeのコンセプト、「量産車の枠を超えた、スポーティなストリートチューン」が浮かび上ります。いたずらにトップエンドのパフォーマンスを追いかけるのではなく、「日常的に使う領域」、エンジンでいえば「低中速域」とそこからの「過渡特性」のリファインを最優先する。そのテーマに向けて、私たちは新しいエアフィルター素材の選択、そして車両へのフィッティングへとテストを重ねました。

量産のプログラムを前提に、吸気をスムーズに通す。

ポイントは、何よりまず「楽に呼吸できること」。つまり通気抵抗の小さなフィルターにして、エンジンの吸気系に向かう空気をできるだけスムーズに通してやることです。しかしそれをやりすぎても、私たちのチューニングの狙いから外れます。今回でいえば、量産エンジンの制御システムと、そこにプログラミングされた「吸入空気量」と「燃料噴射量」の関係をそのまま使い、理論空燃比で燃焼させて、三元触媒が排出ガスの浄化に働ける状態を維持することが前提です。
レース仕様のごとくエアフィルターの通気抵抗を極端に落とすと、たしかにトップエンドのパワーは少し上がりますが、さほど大きなものではありません。出力は「ある時間の中で得られた仕事量」、つまり「トルク×回転数」であって、空気と燃料の混合比率を一定に保つことが求められるガソリンエンジンの場合、それは吸入空気量(どれだけの空気をエンジンに取り込むか)で決まります。そして量産エンジンの吸気通路の径(断面積)は、想定する最大吸入空気量に合わせて設定されており、ピークパワー領域では、既に吸気通路の最大流量に近い空気が流れ続けているので、強制的に過給しない限り入口部分の抵抗だけを落としても吸入空気量が増える余地は少ないのです。

通気抵抗を極端に落としても、デメリットがある。

では、私たちが重視する「過渡領域」ではどうでしょう? 低速域で通常走行時はスロットルバルブの開度は極めて小さく、壁のような円盤の隙間から空気が流れ込んでいる状況です。エアフィルターの通気抵抗を極端に落として、その状態からスロットルバルブを一気に開けた場合、通路の面積が急に広がって流れが乱れ、エンジンの反応が一瞬遅れてしまいます。そこから全開状態へと空気流量が増えてゆくわけですが、エアフィルターの通気抵抗が低く、一気に流れ始められる状態だと、シリンダーに流入する空気量は急増します。ところが量産仕様の吸気系流路の特性に合わせてあるエンジンコントロールユニット(ECU)の制御プログラムは、これに対応しきれません。シリンダーに入る空気量の増加に燃料供給が追いつくのが遅れ、空燃比が「薄く」なり、その結果トルクの増加が鈍ってエンジンの反応がもたつく、という現象が起こります。
もちろんエアフローセンサーで吸気通路入口側の空気流量を検出、排気側のOセンサーが検出する燃焼ガスの酸素残存量と合わせて、燃料噴射量を補正はしていますが、エアフローセンサーはシリンダーから見れば「はるか遠く」にあり、Oセンサーは「燃えた後」のガスを確認しているだけなので、瞬間的な補正は困難。つまり、エアフィルターの通気抵抗を落とし過ぎると、「日常的に使う領域」での性能はダウンしてしまいます。では、逆にエアクリーナー側の通気抵抗が大きいと何が問題か。エンジン側からは吸っているのに、空気の動きが遅れる。そのぶんトルクの立ち上がりが全体に少し鈍く、そこからの伸びも空気の流れ込みに応じたものになります。信頼性最重視の量産仕様はこのような状態にあります。私たちはこの両者を睨みながら、「最適点」を狙いました。

絶妙のバランスポイント発見と、その製品化へ。

で、どうしたか。まずスロットルバルブを開けた瞬間の空気の流れ込みが良く、しかし量産仕様のECUでも燃調が追いつくゾーンを見出す。そこまで通気抵抗を減らせば、高回転域のトルク、つまりピークパワーも吸気通路断面をフルに利用するところまで増加します。言ってしまえば簡単ですが、執念と試行錯誤の連続から、絶妙のバランスポイントを見つけ出すのです。それが決まれば、実現するための素材や形状などを、少量生産の利点を生かして実際の製品に作り込めばいい。「量産車の過剰なマージンを削ってドライブの快感を増幅する」という、いつもの私たちのやり方です。例えば、こうした特性を求めて開発した私たちの「エアフィルター リプレイスメント」のフィルター素材は、いわゆる「不織布」の一種。通気抵抗を前述の狙いに合わせ、集塵能力は通常使用域で問題の無いレベルに設定しています。したがって、ダート路のラリーなどダストの多い環境での連続高速走行は想定していません。
最後に・・・結果としての「トルクの過渡特性」の変化は比較グラフでご確認ください。その効果は言うまでもなく小さなアクセルワークの中にも現れます。そうした微妙な変化を感じ取り、楽しむことができる人間の感覚や感性。ここでもまたチューニングは、クルマを人間のデリカシーに合わせて「調律」する歓びをプレゼントしてくれます。New Driving Sensationへ向けて「こだわり」と「ことわり(理)」を貫くAutoExe Optionsは、あなたのチューニングや個性化に応えるために、開発を進め続けています。


車両全体を試験台に乗せ駆動輪で回すローラーに伝えられたトルクを計測するシャシーダイナモでの試験結果。エンジンとしては2000rpmの一定走行状態からフルアクセル。エアクリーナーボックスまでの経路を変えず、その入口の通気抵抗だけを変えた4種の比較では、スロットルバルブを急に全開にした直後は流れの乱れから一瞬トルクが落ちるが、その状況も含めてパワーピークまでの全域で、「エアフィルター リプレイスメント」仕様はトルク増加を実現している。エアフィルターそのものを取り外すと、流路抵抗が極端に減った分、全開領域のトルクは上がるが低速域、過渡領域ではマッチングが崩れてトルクが落ちている。

 エアクリーナーボックス無 エアフィルター無  通気抵抗 小↑
 エアクリーナーボックス有 エアフィルター無
 エアクリーナーボックス有 AutoExe製エアフィルター有
 エアクリーナーボックス有 純正エアフィルター有 通気抵抗 大↓