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【1】 基礎編 まずは名称 | |
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基礎として、まずは名称です。実はコレ、ひょっとするとメーカーが違うと呼び名も変わるかもしれません。それは承知の上で、ワタシが習ったとおりで行きます。  口金 エンジンの排気ポートに取り付ける部分です。大体、一回り太くて、肉厚もあります。コイツがガスケットに押し付けられて気密を保持しています。エキパイに溶接されている場合と、固定されていない場合がありますが、ここの面が出てないと排気漏れを起こします。 フランジ 実際に、エンジンにボルトで締め付けるのはこのフランジです。エキパイと一体になっているものもあれば、別体になっているものもあります。これがヤワいか薄いと、締め付けたときに曲がって面倒なことになります(^^;) 市販マフラーは締めすぎに注意！ エキパイ（エキゾーストパイプ） エグゾーストパイプともいいます。後で書きますが、マフラーの性能に直結する重要な部品でもあります。一般的には太さだけが注目されがちですが、長さや形状、もちろん曲がりも影響して、かなりややこしい部分です。 集合部 排気ポートが複数あるエンジンで、エキパイがまとまる形状ならば、集合部が付きます（当たり前 ^^;)。これもまた、性能に影響する部分です。かなりややこしいですが･･･。 テールパイプ テールのパイプで、テールパイプ ･･･ そのままだなorz。エキパイほど重要じゃないのか、市販マフラーは排気量の大小にかかわらず、結構同じような太さになってます。でも、意外とレーシングマフラーのほうが細かったりして面白いところ。シングルエンジンなら、テールパイプも結構重要だと、ワタシは思ってます。 サイレンサー 消音器をサイレンサーと呼びますが、単純にマフラーとも呼んだりします。音質・音量はもちろんのこと、マフラーの性能全体を左右する主役格のパーツです。こればっかりは自作が困難なので（３回くらい作って挫折）、今回は作り方には触れません。余談ですが、スリップオンと言われるのは、このサイレンサーだけをリプレイス品に交換することを指します。それだけでも性能が上がったりしますが、下がったりもします。その話は、また後で･･･。 エンドピース サイレンサーエンド、テールピースなどとも呼んだりします。意外にも、コイツも性能に影響するそうですが ･･･ 長いほうが低回転寄り、短いほうが高回転寄りになるって事くらいしか知りませんが、体感的にはよく解りません(；´∀｀) ２ストのほうが体感しやすいですけどね（それでも微々たるもんですが）。 とりあえず、基本となるのはこんなもんでしょう。細かくいえば、排気デバイスやら膨張室やらサブチャンバーやらと、幾らでも出てきてしまいますが、もうブランドごとに名前が違うので、あとで機構として説明しますので、割愛。名前の話ばかりしてもツマラナイので、先にすすみましょう。 | |
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まだ基礎編 そもそも、マフラーの仕事とは？？？ | |
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最初に声を大にして言いたいのが、マフラーの役目についてです。暴力的に言うと、排気ガスを流すのが仕事なのですが、その「流す」のがとても大切なのです。まず、覚えておいていただきたいのが、 排気ガスを、 「多く」流すことと、「効率よく」流すのは違う！！！！ ってことです。これがそもそもの勘違い。知っているようで知らない世界です。ちなみに、ワタシもよく解ってはいません。更に言うと、完全に理解している開発者もいないといいます。卓上の計算ではどうにもならない世界であり、常に試行錯誤の世界でもあります。それゆえに、とにかくノウハウを蓄積してマフラー開発をしているのでしょう。話を戻します。 単純に多く流すだけならば、究極形はマフラーをなくすことです。試してみればわかりますが、笑っちゃうほどパワーが落ちます。族などが音量を大きくするためにマフラーを途中でブッた切る、いわゆる 「直管」もしかり。全域パワーダウンします。つまりは、排気をダダ漏れさせるだけではパワーは落ちてしまうのです。 ･･･ で、それはナゼか？？ ここから難しくなります。 | |
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基礎編ラスト マフラーの役目 排気ガスを抜き、掃気ガスを押し留める | |
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ここは、２サイクルの話から入ると理解しやすいです。 ご存知の通り、２サイクルエンジンには吸・排気バルブが無いため、チャンバーと呼ばれるマフラーが性能の鍵を握っています。 爆発をした後の排気ガスは、ピストンにより圧縮された新気（混合気）により掃気されるのですが、排気効率が悪い（掃気しきれない）と新気への入れ替えが終わりきらず、燃え残りである排気が混ざったまま圧縮・爆発をせねばならず、パワーが出ません。また、抵抗無く排気できたとしても、ピストンの圧縮行程に入るときにせっかくの新気が排気ポートから逃げてしまい、正規の排気量に満たない新気しか圧縮・爆発できず（圧縮低下）、これもまたパワーが出ません。燃焼室の燃えカスがしっかりと排気されて、なおかつ 排気した新気がチャンバーからの排気圧力によって押し戻されて、しっかり圧縮できた回転数付近が一番パワーが出るのです。これがパワーバンドってヤツですが、この回転域以外は、ほとんどパワーが出ないのが２サイクルのピーキーさのゆえんでもあるのです。 ちなみに、ピークパワーの回転数が8000ｒｐｍだとすると、4000ｒｐｍにも一回り小さなパワーの盛り上がりが出てきます。これは、排気の圧力がチャンバーの中を二往復して、結果として小さなパワーバンドを形成するのだそうです。その二つのパワーの山を結ぶと ･･･ ２ストらしいパワー曲線が描かれるわけです。  さて、ここからが問題。 ４ストは吸・排気バルブがあるので、チャンバーに頼らなくても吸気・圧縮・爆発・掃気が行われるのはご存知の通り。でも、実際はというと、しっかりと独立していないのですよ。カムシャフトがその行程をコントロールしているのですが、掃気・吸気の行程は微妙にタイミングが重なっています。いわゆる「オーバーラップ」というヤツですが、より高回転化を狙うハイカムなどになると、その傾向はより顕著になるわけです。つまりは、吸気バルブも排気バルブも、両方が開いていて、シリンダーの中をとてつもない勢いでガスが流れる瞬間があるわけです。 ･･･ さて、このときの燃焼室の中は２ストと似ていないでしょうか？？ また、いくら爆発の後の圧力が強いといっても、ピストンが排気を押し出すといっても、それだけで燃焼室の燃えカスを全て吐き出すことができるでしょうか？ 答えは、否です。エンジンだけでは、どうしても無理があるのです。 そこで、マフラーの登場です。 燃えカスである排気をしっかりと抜く 引き込み （排気負圧） と、新気が抜け出さないように燃焼室に押し留める 押し戻し （排気 正圧） こそが、マフラーの仕事の真骨頂 ！！ ･･･ なのです (ﾟ∀ﾟ)。 つまり、抜けがいいだけじゃ駄目。また、抜けないからといっても、やっぱり駄目。更に、低回転だけ または 高回転だけパワーが出るのもやっぱり駄目。それらを全て ･･･ いや、少しでも満たすために、エキパイからテールパイプ、サイレンサーやチャンバー、集合部やら排気バルブやら ･･･ あらゆる知恵を絞ってマフラーは作られるのです。 やたらに長文になってしまってますが、私自身、書いていて驚いております。ここまでややこしい話なんですね 〜〜(；´Д｀)ノ。でも、まだまだ基礎編。じゃあ、その正圧と負圧の作り方は？ 単気筒と多気筒の違いは？ パイプの太さの関係は？ 話は、まだまだ続くのです。もう、延々と･･･。 頑張って書くので、まだまだお付き合いください m(-_-;)m |
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■□ 参考リンク □■
「NSR500ハイパー2ストエンジンの探求」は、実際にマフラーの勉強になりました(笑) にしても、高くなっちゃってますね〜･･･(；´Д｀)ノ |
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