排気音計算

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( ´∀`)