皆さんこんにちは。
名古屋大学自動車部です。
皆さんにとって、車を楽しむための要素とは、どのようなものがあるでしょうか。
エンジンの吹け具合や、ハンドリングなど、色々あります。
そんな中、排気音が重要な方も多いのではないでしょうか。
かっこいい音を鳴らしながら走るのは、テンションあがりますよね。
そういうことで、今回は音について詳しく見ていきます。
排気ガスは、エンジンで空気とガソリンが燃焼爆発した後に発生するガスのことです。
排気バルブ→エキゾーストマニホールド→フロントパイプ→センターパイプ→テールエンドと経由し、大気中に放出されます。
排気ガスは、高温であるとともに、高圧力であるため、マフラーを抜けると、急激に膨張し、周囲の空気を振動させます。
そのときに、排気音が発生します。
純正の車は、排気過程で、意図的に消音・減圧が行われるため、音量が下がっています。
ここで、マフラーの構造、主に細かい部位と、それぞれが果たす役割について、詳しく解説します。
マフラーの中でも、最もエンジンに近い部分です。
エンジン各気筒からの排気ガスを集め、NA車ではキャタライザー（触媒）へ、ターボ車ならタービンへ送り込む役割を持っています。
エキゾーストマニホールドの形状が悪いと、排気ガスの流れが悪く、抵抗を生み出してしまいます。
その結果、エンジン出力の低下を、引き起こしてしまうというものです。
エンジンから排出された、高温の排気ガスを、大気中に導く役割を担っています。
近年の車は、排気ガス中の、酸素濃度を測りながら、ガソリンと空気のバランスを調整する、空燃比フィードバック制御を行っており、「O2センサー」はその名の通り酸素量を測るセンサーで、燃費向上に貢献しています。
これは触媒の温度が、高温になった場合に、メーター内の排気温度警告灯を点灯させ、ドライバーに警告するものです。
排気ガス中に含まれている有害物質を、無害な成分に変換しています。 従って、後述しますが、触媒を外すことは、NG行為です。
「タイコ」、「サイレンサー」とも呼ばれていますが、エンジンからの排気ガスを、そのまま大気に放出すると、とてつもない騒音を発してしまうため、メインマフラーを通じて、消音しています。
各マフラーメーカーは、消音しつつも、心地よい音が出るように、開発を行っています。
消音効果は、メインマフラーで主に行われますが、メインマフラーだけでは、消音効果を十分に得られないことが多く、それを補う役割を「サブマフラー」が果たしています。
また、このサブマフラーで容量が不足する場合には「プリマフラー」で、対処していきます。
以上が、マフラーをかたどる主な部位となっています。
次にマフラーの構造ですが、実はこれは、NA車とターボ車では、若干異なっています。
NA車の場合は、エンジンから、エキゾーストマニホールド、キャタライザー、サブサイレンサーを経て、メインサイレンサーへとつながっています。
普段マフラーとして見えている「金属の筒」は、メインサイレンサーということになります。
一方ターボ車の場合、エンジンからエキゾーストマニホールドの次に、タービン、フロントパイプという部品が、追加で設置されます。
フロントパイプ以降は、キャタライザー、サブサイレンサー、メインサイレンサーとなり、NA車と同じようになっています。
このように、マフラーと呼ばれる部品は、実は結構な長さを持っており、例えばエンジンを車の前側に積んでいるFF車、FR車の場合は、マフラーの長さは、車の全長の約4分の3程度にも及びます。
ここまでは、マフラーについて解説してきましたが、ここから今回のテーマである「排気音」に関連する、サイレンサーなどについて、深掘りしていきます。
サイレンサーは、排気ガスの入り口に対して、小さな出口を用意した仕切りを迷路のように、たくさん作っています。
「出口が小さい」ということは、家にいて外から騒音が聞こえたとき、窓を全開にしているよりも、隙間を小さくする、もしくはしっかりと閉めてしまうと、騒音が聞こえにくくなる、ということです。
ただし、排気ガスの排出もしなければならないため、仕切りですべて閉めてしまう、ということはできません。
また吸音材を入れることで、音波を吸収したり、音の原因で一番やっかいな、排気圧力を下げるための工夫も、されています。
これが、サイレンサーの詳細です。
レース用のマフラーは、どうなっているかというと、この仕切りを少なくしています。
基本的にレース車は、大量の空気を吸って、大量の排気ガスを吐くことで、エンジンを高回転域に持って行きます。
したがって、サイレンサーに大量の仕切りがあると、邪魔になってしまうわけです。
ノーマルマフラーのままだと、抵抗が大きく、とてもレースに使えるような状態にない、ということです。
これが、レース車のあのサウンドの、一因になっています。
ただし「太い注射器」と「細い注射器」を想像してもらえればわかりますが、細い方はあまり力をかけずとも、中の液体は割と勢いよく出てきますが、太い方は、ある程度力を加えないと、勢いが出てきません。
仕切りを少なくするということは、出口を広げるということですので、常にエンジンが高回転域にあるレース車ならば、問題ないですが、街乗りに用いるときは、停車からの発進が多くなり、低回転域での加速が大半となるため、加速感は悪くなります。
マフラーの形状と、排気音には、相関関係があります。
マフラーが、太ければ太いほど、音は低く、マフラーが、短ければ短いほど、音は大きくなります。
やはり、音を変えたいとなると、マフラーや、エキゾーストマニホールドを変えるというのが、一番手っ取り早いです。
そうはいっても、マフラーなどを、社外品にするには、お金が結構かかってしまいます。
さらに、自分で整備するというのは、少し骨が折れると感じてしまいます。
そこで、元からついている、純正品のマフラーを使って、より安価に、かつより簡単に音を変える手段を、挙げていきます。
こちらは、穴開け加工をせずに、マフラーに装着し、ネジを留めるだけで、音を変えられるものです。
かなりお手軽で安価ですが、その分効果も限定的となっております。
マフラーのデザイン性においても、スタイリッシュになったり、周りと少し違うマフラーにできる代物が、マフラーカッターです。
これはマフラーの先端に、カポッとはめるようにして、装着します。
多少ではありますが、装着すれば、音を変えることができます。
しかしながら、すべてのマフラーカッターが、音に影響を与えるというわけでなく、一般的には、影響のないものの方が、多く出回っているようです。
また中には、メッシュが入っているタイプもあり、このタイプはむしろ、音量を抑えるような働きがあります。
以上のことから、マフラーカッターの購入を考えている方は、愛車の車種や、自身のニーズに適応したものを、きちんと選んで、買うようにしましょう。
サイレンサー部分に水を入れると、内部のグラスウールが濡れることによって、音や音質が変わります。
ただし、効果は上記のものよりは大きいものの、一時的であり、水を入れるので、内部がさびて、マフラーの寿命を短くしてしまう原因になります。
洗車をしたついでに、やる方が多いようですね。
以上が、純正品マフラーの音を変える方法になります。
ですが、これらの方法以外にも、マフラーの音を大きくする方法は、あることにはあります。
残念ながら、車検には通らなくなりますので、ここでは紹介しません。
これまで排気音アップ法を見てきました。
結論としては、初期投資として、結構お高くついてしまいますが、結果的には、マフラーを買い換えて、付け替えるのが、安くすむと考えられます。
細かい裏技を使うよりも、効果も絶大ですし、何よりも、車検の心配をしなくてもいい、というのは大きいです。
ただし、車検非対応の社外品マフラーも、世に出回っていますので、ご注意ください。
車の排気音にも目を向けて、良きカーライフを送ることの、少しばかりのきっかけになれば幸いです。
執筆：名古屋大学自動車部
