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バモティータイプR

排気音計算

2018.06.20 16:18
ちょっと箸休め的な内容を書いてみようと思います。



私が3年程地道に色んな文献や飛びこみ訪問(←相手にしたら、かなり迷惑w)して得た知識なので、勘違いや思い込みがあるかもしれませんが…


その場合は、訂正願います(笑)



どれだけの方が興味あるかわかりませんが、マフラーのサウンドチューニングする上で最低限の必要な「音域」のことを書きたいと思います。


もちろん楽器と違い、排気音は色々な音がまざっているので、計算通りに行かないのと…


エンジン出てもエキマニ&触媒があるので、計算通りに行かないのが現状です。が…ベースの考え方にはなりますので…



まず、レシプロエンジンに限りますが···



1秒間の爆発回数=


エンジンの回転数÷60秒(rpmが1分間の回転数な為)÷2回転(エンジンは2回転に1回の爆発なので)×気筒数で割り出せます。


これに当てはめると···


例えばバモス(3気筒)で2000回転時の爆発回数は

2000÷60÷2×3(気筒)=50回


これで計算していくと

3気筒の場合は

1000回転時は25回

4000回転時は100回

8000回転時は200回になります


ちなみに···

6気筒だと、4000回転時に200回

12気筒だと、2000回転時に200回になります


次に音質


詳しい説明は割愛しますが···


エンジンの場合、爆発から爆発までの間が音の1周期になりますので、1秒間の爆発回数=排気音の周波数になります。


仮に100回爆発するエンジンだと、そのエンジンは100Hzと言うことで···


バモスで言うと···

1000回転で25Hz(25回爆発)

4000回転で100Hz(100回爆発)

7000回転で175Hzとなります(175回爆発)


ちなみに···


27.5Hzがピアノの最低音(計算上)

144Hzがお寺の鐘の音

500(低音)1000(高音)Hzが電話の時報(笑)


例えばV8フェラーリの7000回転時の周波数は…

7000÷60÷2×8=466.6Hz


コレを3気筒のバモス出そうとしたら…

18666回転回せば可能(笑)

昔のCBR250じゃあるまいし…


現実的には無理~(/´△`\)


そこで思い付くのは次なる手


音(周波数)というのは、こういう波形で表せますが···


周波数低いほどこの山がゆるやかで、高ければ波が細かくなります。


なので、他に考えてる方もいらっしゃるみたいですが、この「位相」


本来の「正相」に「逆相」を加えてやれば···

このように倍の細かさになります。


ただ、音響の世界では常識なんですが···


同じ周波数の正相と逆相与えた場合、お互いを打ち消し合って音が消えます(^_^;)


ボクサーエンジンの振動のようですな(。-∀-)



ただ、有難いことに···


車は楽器とかと違い、沢山の音が混ざり合ってるのと、回転数で周波数が変わるので、完全に当てはまりません


なので二重にしたり三重にしたり···が、可能な部分的ではあります。


その理屈でさっきのフェラーリ比に話を戻すと···


上手く3倍に出来れば、3気筒7000回転で

175×3=525Hz···V8フェラーリより高音になります(笑)


それも一応?計算することは可能ですが···


計算してその配管を作ってみて···


実際取り付けてみると、「はぁ?」ってなること請け合い(笑)


そんな計算するくらいなら···


最近のメーカーがやり始めたみたいに

排気音をマイク?で拾い、逆相を作り出力···って方が簡単なやり方かもね( -∀・)

いくらでもフリーソフトで編集出来そうだし



でも、何度も言うように、排気は楽器みたいに単純じゃないので···


もっと言うと、排圧やら排気干渉やら脈動やら···


料理で言う「雑味」がありすぎる( ;´・ω・`)


結局はトライ&エラーをやり続けないと答が出せない···(と私は思っている)


(私の場合は)結局、計算一切せずに想像で「こんな感じでしてみようかな?」ってやった方が、まだイメージに近くなってるような気がします


ただ、所詮素人···


・太い管より細い管の方が高音になる

・管を末広がりにすると音が低くなるし、絞ると高くなる

・流速が早くなると音も高くなりやすい

・流体力学からの観点だと、距離が長い方が流速早くなる(翼やリアウイングの断面の理屈ですね)

···等の考えベースに、とりあえず作ってみる···って感じですね


行き当たりばったり・出たとこ勝負とも言いますが(笑)


ただコレが···


計算するより大ハズレが無い気がしてる( *´艸)


たまたまでしょうけどね


最近は実験してませんが···


今度時間があれば、20~25パイのパイプ···

10㎝・15㎝・20㎝の長さの3本を分岐・集合させて作り、実験はしてみたいと思ってマス( ´∀`)


ただ、そんな短いのでやると···

スペース的な制約考えると、こんな感じなるでしょうけどね(。-ω-)


ましてやバモス···と言うか、ホンダのミッドシップ軽···


マ・ジ・で、スペース無さすぎる(/´△`\)


一旦、後ろで配管うねうねして、サイド出しや···


荷台を配管スペースにして、F1みたいにボディ表面に流したいくらい(笑)


車検は確実に通らないだろうけどね


そういや、初代のダッジバイパー···サイドマフラーだった気がするが、車検通ったんだろうか···(^_^;)


さて、話を元に戻して···


もう1つは以前も話したレゾネーター


要は行き止まり部分で···


表現変えると···(形状的に)盲腸みたいな感じ(笑)


こいつの効果は···


理論上だけど、100Hz以下の消音に効果あるらしい


ただ、その程度の知識しかまだ無くて···


どの場所にどんな太さ・長さなのかもまだ勉強が足りない···

(分離・集合はタイコより前···らしい)


まぁ、私のことなので···


2~3種の簡易試作品試して、それから方向性絞るほうが早い···って思うだろうから


もしかすると自由に組み換え出来る排水管(VP管)で実験するかも?(笑)

肉厚のVPなら、すぐふにゃふにゃになることもないだろうし( *´艸)

ちなみに左がVP管

右がVU管で


違いは厚みだけです( ´∀`)


継ぎ手も豊富で安上がりだし···何より加工が簡単ですしね( *´艸)


まぁ、いつになるかわかりませんが···



今回、まだまだ中途半端な知識ですが、興味のある方はどうぞご参考に( ´∀`)