ガソリンや空気の“重さ”も使って効率よく吸気する

　バイクやクルマのエンジン（内燃機関）は、ガソリンと空気を混ぜた混合ガスを吸い込んで燃焼（爆発）することでパワーを生み出しています。ということは、混合ガスをエンジン内に効率良くたくさん送り込めればパワーアップする……とイメージできます。

　そこで登場したのが「ダウンドラフト式の吸気レイアウト」になります。

　これは「down」（ダウン：下降）・「draft」（ドラフト：気流）という言葉通り、上から下に向かって混合ガスを流す吸気方式です。

　1970年代頃までのほとんどのバイクのエンジンは、横方向から吸気するレイアウト（サイドドラフト）を取っており、ダウンドラフトが登場したのは1980年代の初頭です。

　バイクのエンジンのシリンダーはほぼ直立しているか、少しだけ前方に傾いているのが一般的でした。そのため空気を取り込むエアクリーナーボックスから、空気とガソリンを混合するキャブレター、そしてエンジンのシリンダーヘッドの吸気側（インテークマニホールド）はおおむね横並びになりますが、そこから吸気バルブを介してシリンダー内に混合ガスが流入する際には、吸気経路がグッと曲がることになります。

　そんなサイドドラフトに対し、ダウンドラフトのレイアウトは「ストレート吸気」と呼ばれ、吸気経路の曲がりが少ないため吸気抵抗も少なくなります。

　また空気にもガソリンにも「重量」があるため、上から下に流すことで、重力を利用して混合ガスをシリンダー内に効率よく落とし込む（押し込む）ことができます。

　そのためダウンドラフトは、専門用語で言うところの「充填効率」が高まるため、同じ排気量のサイドドラフトよりもパワーアップするわけです。

原理は簡単だけど……キャブレターだと難しい!?

　ダウンドラフトが高性能化に有効なのは、原理を考えたらけっこうシンプルです。ところが昔のバイクは混合ガスを作るのに「キャブレター」を使っていたため、ダウンドラフトのレイアウトを採用するのが難しかったのです。

　キャブレターは基本的に物理現象のみで混合ガスを作ることができる効率の良い装置ですが、エンジンの負圧で混合ガスを吸い込む構造上、ガソリンが大気圧と同じになるように、ガソリンを一定量に溜めておく「フロート室」が必要になります。

　仕組みとしては水洗トイレの貯水タンクと似ており、フロート（浮き）によってガソリンの油面を一定に保ちます。

　これが従来からの横方向に混合ガスが流れるサイドドラフトのキャブレターなら問題無いのですが、ダウンドラフトにするためにはキャブレターを「横倒し」にする必要があります。とはいえガソリンを溜めるフロート室を横倒しにはできない……という矛盾が生じます。

　そこで、フロート室の形状や内部のパーツの配置などを工夫してダウンドラフトに対応するキャブレターが開発されますが、そこには大変な苦労があったようです。

　ダウンドラフトは高性能化に有効ですが、それ以外にも1980年代初頭にはどうしてもダウンドラフトに対応したキャブレターを開発する必要がありました。それはV型エンジンのためです。

　ホンダは1982年4月に、世界初の水冷V型4気筒エンジンを搭載した「VF750セイバー」を発売し、同年6月にはクラス世界初の水冷90度V型2気筒エンジンを搭載する「VT250F」を発売しましたが、ここで問題になるのがキャブレターです。

　従来の単気筒～4気筒の並列エンジンは、基本的にシリンダーが垂直もしくは少し前傾して立っていますが、V型エンジンだとシリンダーに角度が付きます。シリンダーの挟み角や車体に搭載する角度にもよりますが、ともすれば前側シリンダーが水平近くまで傾くこともあり、これだと従来のサイドドラフトのキャブレターは使えません。

　そこでホンダは、「VF750セイバー」用に独自のV4エンジン用スラント型CVキャブレターを開発します。また「VT250F」用にもスラント型VDキャブレターを開発し、これらV型エンジン用のキャブレターは、同時にダウンドラフトを可能にするキャブレターになったわけです。

　そして並列4気筒エンジンの世界でも、極端にシリンダーが前傾したヤマハ「FZ750」が1985年に発売されました。このエンジンは1気筒当たり5バルブが話題になりましたが、シリンダーを45度も前傾させることで低重心化し、さらにダウンドラフトによるストレート吸気でパワーアップも実現しました。上から下へほぼ垂直に吸気するため、当然ながらキャブレターもダウンドラフトタイプです。

　ちなみに、「FZ750」のエンジンを転用したスポーツクルーザーの「FZX750」（1985年）ではカウリングを装備しないため、キャブレターの配置や垂直の吸気流路がよく分かります。

　このように、ダウンドラフト化にはキャブレターの問題が大きかったと言えますが、その他にもフレーム形状やエアクリーナーボックスの配置、ガソリンタンク容量などクリアすべき問題がたくさんありました。

　従来のフレームに多かったエンジンの直上にフレームの「背骨（バックボーン）」があるとキャブレターやエアクリーナーボックスを配置できないし、また従来の燃料タンク形状だと位置的にも重なりあってしまいます。

　したがって理論的にダウンドラフトが高効率なのは分かってはいても、バイクで実現するまでに時間がかかったのではないでしょうか。

　じつはクルマ（4輪車）ではダウンドラフト式のキャブレターはけっこう古くから採用されており、アメリカ車のV型8気筒エンジン等ではメジャーな存在でした。

　クルマはスペース的な余裕などバイクより自由度が大きいことと、曲がるときにバイクのように車体が大きく傾かないのも関係しているかもしれません。

　ちなみに、ドゥカティは1987年に発売したスポーツツアラーの「750 PASO（パゾ）」などに、クルマ用で有名なウェーバー製のダウンドラフト式キャブレターを採用していた時期もありました。

FIの登場でダウンドラフトがメジャー化

　ダウンドラフト吸気は高効率でパワーアップにも貢献しますが、複雑な構造のキャブレターが必要になるなどデメリットもありました。

　また従来からのサイドドラフト吸気が低性能というワケではなく（キャブレターにおいてはガソリンと空気を混合する「霧化特性」に優れるという説アリ）、フレーム形状やエアクリーナーボックスの配置など車体の大幅な設計変更も不要なので、生産コスト的に有利な面もあります。

　そのためキャブレター時代は、ダウンドラフトは性能最優先のスーパースポーツ車や、結果的にダウンドラフト対応のキャブレターが必要なV型エンジンに採用されるのが主でした。

　しかしFI（フューエルインジェクション：電子制御式燃料噴射装置）の登場で状況が一変します。

　FIは燃料ポンプで加圧したガソリンをインジェクターで噴射するため、スロットルボディの構造はキャブレターよりかなりシンプルです。そしてガソリンを大気圧かつ一定量に溜めておくフロート室も不要なので、混合ガスの流路を横でも縦でもどんな角度でも自由にレイアウトすることが可能です。

　そのためエンジン設計の自由度も大きくなり、生産コストも抑えられるので、ダウンドラフト吸気は様々な車種に採用されるようになりました。

　またスーパースポーツ系ではいっそう性能を追求し、より緻密な吸気流路の設計を行っています。もはや「真横から・真上から」などではなく、エンジンとの組み合わせて最適な吸気流路を選択する時代になったわけです。

　その意味ではFIが標準化した現在でも、従来からのサイドドラフト吸気は健在です。性能とコストのバランスや車両のデザイン（クラシック系など）によって採用するバイクは少なくありません。

　というわけで、ダウンドラフトは1980年代～キャブレター時代は高性能な吸気方式の代名詞でもあり、カタログやバイク雑誌の解説記事でも頻繁に登場した文言でした。

　しかしFI化によってダウンドラフトの技術難易度が下がって多くのバイクが採用するため、近年ではそれほど特別視される技術用語ではなくなった……という感じではないでしょうか。