文系の自作マフラー(考察編)

初めてのブログです。
今回はマフラーについての考察を素人なりに書き殴ってみます。

まず、なぜこんな駄文を書くに至ったかというコトの経緯としては、愛車のNCロードスターくんの社外マフラーが軒並み高いという現状がありまして...
DIYでセンターパイプのサイレンサーをキャンセルし、リアピストレートを自作して乗っていたわけなんですが、流石に音がデカすぎる&うるさくて不快。
でも社外品は高いし種類もない...→なら自分で作ればええやんというバカ結論になり、色々とマフラーについて調べてみたわけです。

理想としては高音が綺麗に出て、音に厚みのあるマフラーを作りたいので、それに近付けるためにはどうしたらいいか。

前提として、そもそもマフラーの音はマフラーの構造だけではなく、エンジンや吸気系の構造である程度決まってしまうということ。だから、四気筒実用エンジンのNCロードスターではいくらマフラーを頑張ってもシビックのVTEC高回転からなる音は出せないし、LFAのような天使の咆哮も響かせることはできません。

だから、ロードスター“なりに”綺麗な音が出せるマフラーを作りたい。

NCロードスターの社外マフラーの中で、個人的に好きなマフラーは「サクラムマフラー」と「スルガスピード PFSループサウンドマフラー」です。これらはどちらも新品で20万円以上するお高いマフラーなわけですが、こいつらには綺麗な高音が出る仕掛けがあるのだろうと思います。

というわけでこれらのマフラーを参考にしつつ、ネットの海を泳いで自作マフラーやDIYマフラーの情報を集め、マフラーの音を左右する要素をまとめてみました。

①管の材質、厚み
②管の太さ、長さ
③サイレンサー
④レゾネーター
⑤反響

上記の要素でだいたいマフラーの音は決まるようです。

まず、①管の材質、厚みについて
一般的なマフラーに使われる素材はステンレスがほとんどですが、高級マフラーにはチタンが使われているものも存在します。密度や比重が違うためステンレスよりチタンの方が硬質で高音寄りのマフラーになります。また、厚みについても薄いパイプを使うほど高音寄りの音が出ます。まあDIYでチタンを溶接するスキルも設備も無いため、ステンレスで薄い素材を用いることにします。

②管の長さ、太さ
マフラーの音は配管の長さや太さによっても変わり、細くて短いほど高い音が出ます。(ただ、スルガスピードのループマフラーは管長が長いのに高い音がでるので矛盾してしまう気もしますが...)
管の太さの方はわかりやすく、ターボ車の砲弾マフラーは重低音が出るのに対し、直管タケヤリマフラーは高い音が出ます。管は細いほど高音寄りになるということです。
ただし、単純にマフラーを細くすると高回転域でふん詰まりが発生します。
そこで、NCロードスターのセンターパイプ径60.5から計算して、43のデュアルなら断面積ほぼ変わらないので詰まりもしないんじゃね！？(安直)という結論に至ったため、デュアル出しにして解決しようと思います。

③サイレンサー
サイレンサー(消音器)については大きく2種類あります。グラスウール式と多段膨張式です。グラスウール式はよくある綿のようなものをサイレンサーに詰めて消音するものですが、これをやると高音が消えて重低音ズシンズシンマフラーになってしまいます。多段膨張式は純正マフラーに多く採用されていますが、計算やら構造やらがアホみたいに複雑なためDIYには全く論外です。(社外品にも使われないぐらいややこしい)そういうわけで今回はサイレンサーは無しとしますが、出口をデュアル出しにするので音圧が分散されますから若干の消音ぐらいは期待できるでしょう(すっとぼけ)

④レゾネーター
これが1番文系には難しい要素でした。一部の高級マフラーで見られる密閉されたサイレンサーのような構造をレゾネーターと呼びます。

これは、ヘルムホルツ共鳴(瓶なんかの口を横から拭くと音が出るアレ)を利用して消音する仕組みで、排気効率を落とさずに消音することができるようです。これも複雑な計算が必要なのですが、NCロードスター用サクラムマフラーを見てみると真ん中に謎の突起が...

おそらくこれで低音を消し、高音を強調しているんだろうと思います。
レゾネーターについてはかなり情報を集めましたが、NDロードスター用のサクラムマフラーや高音マフラー作成の動画にも同様の構造が見られたため、高音マフラーを目指すならかなり重要な要素になりそうです。

⑤反響
これは金属の特性として、高い音を反射・増幅しやすいというものがあります。RX8の純正マフラーの中身を空っぽの空タイコにすると高音マフラーになるという某動画がありますが、これを利用してどうにか高音を増幅できないかな...と画策しています。

まあ色々調べたわけなんですが、本当にオーディオといいマフラーといい音に関する分野は奥が深すぎて素人には難しすぎますね...。

音圧やら流速やら計算式やら出てきて文系にはよくわからなくなったので、とりあえず自己流で一本作ってみたいと思います！！！！！(続)