Z750D1の社外品マフラーのサイレンサーを加工して更なる消音を試みます。
目標は純正並み、KERKERメガホンのスモールバッフル並みの音量です。
サイレンサーの消音メカニズムを考えて仮説をたてて実証することに。
さてどうなることやら。
うるさいバイクはダサいですよ？
サーキットなら規定音量はだいぶ緩いですが公道ではNGです。
朝晩や近所に気を使うし乗ってて疲れると思うんですが乗ってる人は気にならんのですかね？
昔からマフラー交換というのは最もメジャーなバイクの定番改造でしたな。
うるさいバイクがカッコいいという神経は昔からイマイチわかりかねるワタクシです。
確かに、
純正マフラーは野暮ったいデザインだったり、不必要なくらい重かったりします。
なので、
「格好良くて軽いマフラーに交換したい。」
というニーズがあるのは分かります。
確かに純正マフラーが重くて野暮ったいですが、消音性能や耐久性を考えれば無理もないことなのです。
一番熱を持って一番水にさらされてる金属ですよ？
錆びないわけはないのです。
社外品マフラーは使われてる鉄が薄いので軽いですが純正に比べれば耐久性は激しく劣ります。
昔の社外品の鉄マフラーは新品でも入り組んでる所が錆びてたりしたもんです。
そして、
ステンレスならまだしも、鉄製の社外品マフラーなんてあっという間に真っ赤に錆びます。
※そのうち、穴が開きます。
純正マフラーはメーカーがしっかりコストをかけて素人が公道で使えるように作ったものなのです。
町工場に毛が生えたような資本力に限りがある社外品メーカーが作る物とは性能や耐久性が比較にならないのです。
※純正マフラーでもコーティングが甘い接合部や集合部は錆がちですが、鉄板が厚いのか穴はなかなか開きませんな。
社外品のマフラーは鉄が薄いので軽い立ちごけ程度でも大きく凹んだりしますね。
※錆びたらすぐに穴が開くってことです。
多くの社外品のマフラーは素晴らしく高価なくせに耐久性が低いのです。
最近の4気筒エンジンの社外品マフラーで20万円とか普通です。
※社外品のマフラーってなんでそんない高いんだっていうくらい高いパーツの一つですよねえ。
さらに、
社外品のマフラーと取り換えることで余った純正マフラーは素晴らしく邪魔です。
ガレージに吊るす場所がある人はまだマシですが、賃借アパートの一室にあったら邪魔でしょうがないですね。
※マンションのベランダに置いておくと錆びたり、蜘蛛の巣はったり、消防法で怒られたりとろくなことはないです。
Z750D1。世界一舐めたZ系バイク乗りの嫁が乗っております。
4本出しマフラーをこけて凹ませたので軽量化のために20年前に購入したマフラーです。
一見見た目が純正っぽく音も静か目なので純正？とよく聞かれます。
というわけで、
社外品マフラー交換ってトータルで考えたら、あんまりいいことないと思うんですよねえ。
例え多少見た目が野暮ったくて重かったとしても公道で使う以上、純正マフラーの性能を超える社外品マフラーというのはそうそう存在しないと思うんですよ。
このことを早く悟ったら、高いマフラー買うよりもその分ガソリン代に回したほうが賢いという考えなんですよ、ワタクシは。
ちなみに・・
社外品のマフラーに交換して性能がアップするのか？
全部とは言いませんが売られている多くのマフラーについては、公道で使うのであれば性能アップは半分プラシーボ効果じゃないかと思うのですよ。
ほとんど全部の社外品マフラーは、
「ストレートタイプ。」と呼ばれるサイレンサーを装備しています。
エキマニや集合部からマフラーエンド迄一直線でつながっている形状です。
この形状は、
「排気の抜けが良い分、高回転域に到達するまでの時間が早い。」
とされています。
バイクは車と比べるとレスポンスの良い高回転型のエンジンを使用していることが多いです。
排気の抜けを良くするストレートタイプのサイレンサーは高回転域のパワーアップ効果は大きく、
高回転でのピークパワーを多用するレーサーやスポーツモデルなどのを求めるバイクには好都合なのです。
ただし、
排気がストレートに抜けちゃうので消音材に吸収されないまま排出されるため、消音能力は低めなのです。
ストレートタイプのサイレンサー。
ワタクシの手書きだ。
この画像にすげえ時間がかかっている。
多少違いがあっても文句は言うな。
さらに、
社外品マフラーは高回転域を使うことが前提なので低速時のエンジンのトルクが薄くなりがちです。
※小排気量だとスタート時のハンクラが難しくなったり、回転上げないでクラッチ繋ぐとエンストしたりします。
一方、多くの純正マフラーはサイレンサーの中が複雑に仕切られていて排気がその中を順次回ることで消音する方式です。
※ストレートタイプに対して「隔壁タイプ。」と呼ばれることもあります。
排気の効率がわるくなるので回転上昇は鈍くなりますね。
ただし、
排気ガスがサイレンサーから排出されるまでに消音される工程が長いというメリットがあります。
※外国メーカーや古いバイクには純正でストレートタイプのサイレンサーを持つものが存在しますがね。
あたりまえですが、
社外品の様なストレートタイプサイレンサーの方が、
部品点数が少なく、生産工程も短く絶対的に生産しやすいため、コストが安いのです。
隔壁タイプに比べ構造が単純なため素材を薄くすることも可能です。
そうなるとサイレンサー本体の軽量化も期待できます。
こんないいことずくめなのにメーカーが純正で何故この形状を取らないのか？
騒音に対する社会性の問題と耐久性の問題ですよ。
バイクに対するイメージの悪化を避けるべく、メーカーはバイクのマフラーに関して気を使っているのです。
大前提として社外品のマフラーはレースなどのクローズドサーキット用だと思うべきです。
社外品マフラーの取説的なものにちょこっと「レース用。」とか書いてあるけど、
ユーザーの勝手な判断と自己責任とはいえ公道で使われることは明白なのでほぼ確信犯です。
そもそも、
高回転域を多用できない公道では、高回転時の最大パワーよりも低回転時のトルクがあったほうが乗り安くて速くて楽なのですよ。
※大排気量だと低速トルクは排気量でカバーできますが高回転まで回せないなら社外品マフラーの域はほぼないです。
高回転域を多用するということは燃費も悪くなりがちですしねえ。
というわけで、
純正マフラーは公道で使う以上、トータル性能や耐久性、バランスを考えると理想的だとワタクシは思います。
何事も無ければ純正マフラーが一番使い勝手がいいですよ。
「何事も無ければ。」
ですが。
それにしても純正マフラーの複雑さよ
特に、排ガス規制がかかってきた時代のバイクは凄く複雑です。
バイクのマフラーというのはエンジンにつながってるパイプの「エキゾーストマニフォールド(エキマニ)。」と大気開放する直前の「サイレンサー。」に分かれています。
今回の記事はサイレンサーについて考察します。
純正のサイレンサーの内部がどうなってるか知っていますか？
ワタクシはサイレンサーを切開した中身を見せてもらったことがあります。
※昔の絵本にあったウルトラ怪獣の透視図みたいなもんです。
ワタクシが、見せてもらったのはセロー225W(4JG)のサイレンサーの中身です。
埼玉県在住のセロー使いの先輩に見せてもらいました。
先輩は ゲロ林道で転倒しまくって 潰れて使い物にならなくなったサイレンサーを切開してくれたのでした。
あの固くて分厚い鉄板で構成されている こん棒みたいな セローの純正マフラーを凹ませる転倒ってどんなだよ？
※画像は無いのですが。
セロー225W。
今では嫁が気に入ってこればっかり乗るセロー225w。
内部に区切りがあり何層にも分けられた部屋があり、その中を排気ガスが回りつつ消音するというものです。
セロー225Wのサイレンサーには途中に膨らんでる箇所があるのはそういう内部構造だったからなんですなぁ。
※熱を帯びた排気ガスが放熱しながら内部をぐるぐる回るのでサイレンサー自体が熱くなるのも納得です。
隔壁タイプ
純正マフラーの様ないわゆる「隔壁タイプ。」のサイレンサーの構造は、
サイレンサーの中に隔壁と呼ばれる壁があり、通常3～4つ程度の部屋で分かれています。
サイレンサーに入ってきた高温・高圧な排気ガスは、各部屋を繋いでいる細いパイプを経由してそれぞれの部屋に順番に導かれていきます。
排気がこの通路の細いパイプを通過して新たな部屋に導かれながら排気ガスは少しずつ熱膨張して圧力と熱をなくしていきます。
この過程で消音していると思われます。
※なので排気ガスの熱が純正の厚い鉄板に蓄積されるためサイレンサーが熱くなる、というのがワタクシの仮設。
この内部構造を見せていただいた頃、
当倶楽部のセロー225Wは高回転時にマフラーから一瞬黒煙を吹く問題がありまして。
キャブで混合気を薄めにしても変わらず、悩んでいたのです。
内部の隔壁に仕切られた部屋とそこに溜まった煤を見せてもらって黒煙の理由を納得したのでした。
当倶楽部のセローの黒煙問題はサイレンサー内部の煤が高回転時に一瞬排出されるためでした。
純正マフラーのかなり複雑な内部構造のサイレンサーおかげで煤が溜まるとなかなか抜けないのでした。
※そんな状態でも35km/l以上の燃費を誇るのがセローの凄いところです。
こうなると、
サイレンサーを切開して内部の清掃を行い、再度穴を溶接で埋めるしかないです。
そんなことする 変態的な 人は多くはないので純正サイレンサーは基本的にメンテナンスできないと言われます。
異常があったり、寿命が来たりした場合は純正サイレンサーを丸ごと交換するしかないのですが、いかんせんサイレンサーは純正でも高価です。
また、
純正だとサイレンサーだけ交換出来ず、マフラー全体を交換しなければならない車種も多く存在します。
とんでもなく高価なパーツで、社外品の方が安い場合もあります。
※250ccでも4気筒車の純正マフラーなんてすごく高価だった記憶があります。
そして旧車はサイレンサー自体が欠品になっている車種が多いのですよ。
※中古で買っても似たような状態である可能性が高いですが装着して見ないとわかりませんし。
ということは「旧車の場合、仕方なく純正マフラーの代替品を考える。」という必要に駆られるわけですな。
※多くの外車でもそうですよ。
なので、
「基本的には純正マフラーがベストですが社外品マフラーも完全否定はしません。
ただし、
大人として出来るだけ消音の努力はしましょうよ。」
というのがワタクシの考え方です。
社外品のリプレイスマフラーは大体うるさい
以前は車検対応のJMCA規格を付けたマフラーを見ましたが最近はどうなのかね？
ほとんどの社外品のマフラーは純正マフラーに比べてうるさいんですよ。
前述しましたが内部がストレートタイプの構造なので仕方ない面もあるのですが。
※純正の様な隔壁タイプの構造の社外品マフラーって存在するのですかね？
ストレートタイプと言え、
サイレンサー内部の消音バッフルの排気口を細めて消音材をたっぷり使ったマフラーは割と静かです。
排気ガスを出来るだけサイレンサー内部で消音させているわけですが、排気効率が悪くなるのでイマイチ人気は無いですな。
※排気口だけ狭めても効果は薄いですがやらないよりマシです。
具体的には 意外なことに騒音に寛大そうな米国製の KERKERメガホンタイプのスモールバッフルはかなり静かです。
KERKERでも、インナーサイレンサーが安っぽいバッタもんも多いのです。
当倶楽部のZ1-Rに装備していますが「車検用？」と良く聞かれます。失礼な。
もう何十年も使っていまして、内部が錆てバッフルが抜けなくなったので外側から全部作り直してもらいました♪
※サイレンサーもメンテナンス対象パーツであり、消音材は消耗品なので定期的に整備しなければならんのですなぁ。
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とはいえ、
当倶楽部のZ750D1に装備しているストレート構造で二本出しのマフラーは排気口の口径は38mmと割と細い方なのですが音量的には割とにぎやかです。
※それでも普通に車検は通るレベルですよ。
純正４本出しマフラーもあるのですが、いかんせんこれを付けると燃費が悪いしとにかく重いんですよ。
※嫁が乗るので少しでも重さを軽減するためになくなく社外品にしました。
今回は、これをもう少し静かにしてみようと思うわけです。
ちなみに・・
Z750D1についている二本出しの社外品マフラーは「ザクロス(ザクロス管)。」と呼ばれるものです。
このマフラー、作りは丁寧でクオリティが高いのですが二本出しなのでイマイチ人気がなく一時期は格安で売ってたんですが、今は絶版ですな。
このマフラーが売られてた当時は、サイレンサーに装着されるバッフルは内径別で3種存在したらしいです。
当倶楽部のものは一番小さい排気口径のストリート用が組んであります。
※それでも排気口の直径は38mm弱。
純正のZ750D1は4本出しマフラーでバラバラ・・ズォォと結構勇ましい音がするのですが、
「音的にはそれより気持ち大きいかな。」
という排気音です。
※それでも十分車検に通るし、車検の検査員が「純正ですよね？」と聞いてくるレベルです。
とはいえ、
20年近くノーメンテなので消音をもう少しやってみようと思い立ったわけです。
こりゃサイレンサーの消音材だろ？
決して近所のホームセンターで配管用の断熱材をみて「サイレンサーのバッフルの消音材みたいだな。」と思ったからではありません。
ストレート構造のマフラーが消音効率は悪い
消音材をたくさんサイレンサーに詰めても排気が消音材に触れずに抜けちゃうのではないかという仮説を立てました。
サイレンサーの中で排気を消音材にくぐらせなければ消音にはなりません。
ストレートタイプのサイレンサーは真っすぐ排気されるので、エンジンの回転が上がって排圧がかかればかかるほど消音されることなく排気されてしまうと思われます。
ストレートタイプのサイレンサーの構造。
基本的にバッフルに消音材が巻き付いてるだけです。
それを踏まえたうえで、何個か仮説を立てて検証しながら作業を行うことにします。
仮説1>
排気ガスは高温を伴った高音のガスの塊ではないか？
サイレンサー自体が過熱するのは社外品よりも純正マフラーの方の様な気がします。
これは、
「高温の排気ガスが消音材を通過するとき、放熱しているからではないか？」
ということです。
つまり、
「消音効果が高いサイレンサーというのは、高温になりがちである。」
というのがワタクシの仮説です。
逆に言うと、
排気ガスの放熱ができれば消音もできるのでは？
熱くならないサイレンサーは消音してないのでは？
※昔、モリワキフォーサイトというマフラーはサイレンサーに放熱のフィンが付いてたしな。
そういえば、
エキマニの中間に排気チャンバ的な膨張室があるマフラーがありますがのは熱いガスを冷やすためではないか、とも思います。
「膨張室は○○チャンバーとか呼ばれて低速域をアップさせる。」とか言われることが多いですがマフラーの途中の膨張室に熱を帯びた排ガスを取り込んで冷やす目的が大きいのでは？
※その分サイレンサーを小型化できるというメリットがあるなら、マフラー途中の膨張室は意味があるし。
仮説2>
高温の排気ガスはちょっとしたきっかけで膨張・拡散しようとするのではないか？
気体は温まれば膨張するという物理の法則により、
「排気ガスは膨張するスペースがあれば拡散する。」
ハズだということです。
多くのマフラーのサイレンサー部分がエキマニより太くなってるのは、
「ここで排気ガスを膨張させてバッフルの消音材に取り込ませる狙いがあるのでは？」
ということです。
マフラーの途中の膨張室にも排ガスが膨張して取り込まれる、というわけです。
仮説3>
多くの消音材をきつめに詰めるより少量を緩めに詰めるほうが消音効果が高いのではないか？
ストレートタイプのサイレンサーは内部のバッフルに消音材を巻くわけですが、
ワタクシは今までバッフルに消音材を多めに巻いた上にグラスウールのサーモバンテージを巻いて締め上げていました。
消音材は大量にぎちぎちに詰める派と少量をやんわり詰める派が存在します。
消音材は多い方が消音効果が高い気もしますが、排ガスが消音材の中を流れなければ消音効果を発揮しません。
※もちろん、排気の抜けも悪くなりますし。
ということは、
もしかすると「消音材はバッフルにやんわり巻いて内部の空気層を多く作った方が消音効果が高いのかもしれ無い。」と思うわけです。
もちろん、
けちけちするわけではないのでそれなりの量を使いますがギチギチにきつく巻かず、
サイレンサー内部に思いっ切り詰めないということです。
今回は、
出来るだけ量を使って緩めに巻いた消音材の上から「ステンレスたわし。」でくるんで緩めに固定する予定。
※ステンレスたわしの熱伝導性を利用して、サイレンサーに熱を逃がせれば一石二鳥だし。
仮説4>
市販の安価な「排気口を狭める追加サイレンサー。」は効果があるのか？
最近、サイレンサーの排気口を狭めただけのような安価な商品が出回っていますがそれだけで効果があるのか？
中華製の やっすい奴を使う予定です。
ちょと興味はあります。
ただし、
取付けるだけでは芸がないので排気の流れを制限するためにもう一工夫します。
※パーツの検証ではないので、複合的に効果が出ればいいのです。
仮説5>
排気ガスを意図的に消音材に誘導すれば消音効果が高まるのではないか？
つまり、
サイレンサー内部のバッフル内に不燃物を詰めてストレートに排気させないようにします。
要するに、
「排気ガスがサイレンサーから排出されるまでに強制的に消音材を通過させて音量を落とす。」
ということです。
これは、純正サイレンサーの隔壁型をストレート型に応用してみようという考えです。
これらの仮説を出来るだけ ガレージに転がってるものを使って 安価に立証してみようと思います。
検証編のその2に続く
今でも十分静かなんですが大人なのでもう少し静かにしたいですし。
マフラーの消音に関してちょっとネットで検索してみましたが、
ネットでは多くの人がいろんな消音作戦をとってマフラーの消音にチャレンジしていますなぁ。
なんだ、皆うるさいのは嫌なんじゃん(笑)
音や光など五感にかかわる人間の感覚に依存するのはネットの情報を鵜呑みにせず、直接自分で確認すべきですね。
バイクや車の乗車インプレとかその最たるもので、自分と違う他人の感想なんて全く意味がないのです。
サイレンサーの中身はこんな感じのバッフルが詰まっているのです。
バッフルが固着してサイレンサーから簡単には抜けなくなってる個体も多いです。
当人が静かになった、と思っても一人ひとり感覚は違うからねえ。
きちんとした機器で測定して数値で見られるならともかく、感覚では客観性はないです。
※個人のサイトで音量測定器を使って検証しているサイトはほぼないですし 何かを売りたいなら 測定器の値なんていくらでも偽造可能なんですよ。
とりあえず、
自分の感覚を信じて突き進むしかありません。
それにはある程度仮説を立てて論理的に攻略していくのが手っ取り早い。
ネットで調べて無駄なく作業するのもアリですが、
時間と手間、お金をかけてでも仮説を立て、実証したうえで、いい結果に到達するのが面白いのです。
※こういうことを楽しめるようになると人生が数倍楽しくなります。
ポイントはやみくもに行き当たりばったりの作業だと遠回りになったり迷走したりするので一度落ち着くことです。
※ワタクシも良くやります。
自分で仮説を立てて実証して裏付けを納得して経験したことは忘れません。
忘れなければ再現性もあるし応用も効くのです。
※理解・分解・再構成、と「鋼の錬金術師。」のエドワードが言ってますがまさにそれです。
さて、その2では今回たてた仮説を実証をしつつ、作業を行い消音効果を検証します。
面倒くさいし 騒音を計測できる機器はないので客観性に乏しくワタクシ個人の作業記録の域を出ませんけれど。
ワタクシのブログなので、
結論を急ぐわけでも正解を追求するわけでもありません。
誰かがマフラーの消音を試みる際にヒントにでもなれば十分なのです。
当ブログは実際に手を汚してメンテナンス作業する人の味方です。
※「こういう方法もあるのか。」という気づきになれば十分役に立ってる気がします。
実は当ブログの作業ネタやメンテナンスネタは書いてないことがすんごく多いのです。
一人作業なので画像は残せないし、表現が難しいし、長くなりすぎるとエンタメ性がないし仕方ないのです。
※実はものすごい失敗もたくさんしています。
そもそも汚れた手でスマホ弄りたくないし、いちいちカメラ起動させるのも面倒なのです。
※お問合せにはできるだけお答えしていますが、やっぱり文章ではなかなか伝わらんのですよ。
