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マフラー排気口径と回転数・排気音の関係

 9ccのガソリンエンジンNGH GT9-Proにアメリカ製のSlimLine Qシリーズマフラーを付けた仕様でマフラーの排気口の口径と回転数・排気音の関係を検証することにしました。

実験準備

 準備したのは左から7mm口径、6mm口径、5mm口径のレデューサーです。レデューサーなしの口径9.5mm(3/8インチ?)のマフラーの尾管のままと各レデューサーを付けた状態で運転します。
 左端の7mmレデューサーと右端の5mmレデューサーは上流側に小穴をたくさん開けていますが、大きく影響するのは口径であり、穴のあるなしは消音効果にあまり影響しないと思います。

実験結果

 オリジナルの尾管の口径は9.5mm(3/8インチ?)ですが、排気口の有効面積はパイプに開けられた複数の小穴で規制されますから9.5mmそのままではありません。最初にこの仕様で運転します。

 回転数は一時的に9,700rpmが出ました。音は耳に突き刺さるという感じではありませんがグロー用のマフラーより大きい感じがします。騒音計などありませんからあくまで自分の感覚と周りの人の印象です。
 次に7mmレデューサーで始動し、最高回転で運転している間に回転をとりました。回転は安定しませんが100~200rpm落ちました。音は静かになったことが分かります。
 同じことを6mmレデューサーでも確かめます。回転は下がって音はさらに静かになりました。

 5mmレデューサーで運転してニードルを調整すると9,400rpmが得られました。マフラーの下側にレデューサーが付いているのが確認できます。音はかなり静かになりました。
 これなら飛ばせるということで、5mmレデューサー仕様で3回飛ばしました。この日はグローの2サイクルを飛ばす人がいないので聞き比べはできなかったのですが、ガソリンエンジンの音ではなくなりました。排気騒音が減ったためか機械的騒音(ベアリングがヘタって来たか?)が6mmレデューサーのときよりさらに耳に付くようになりました。


 ガソリンで15ℓ回したのでグローに換算すれば40ℓくらい回したのと同じ程度でしょうか。鉱物油が基油のスズキのCCISとガソリンで回しているのですからベアリングは錆びないはずですが摩耗は進んでいるのかもしれません。
 リアベアリングはグローの同級のエンジンのベアリングと同じ寸法(15×28×7)ですから交換は可能です(御茶ノ水の日産商会に買い出しに行ってきたときのストックがまだある)。フロントベアリングはこのクラスの標準的なインチサイズのベアリング(9.525(3/8インチ)×22.225(7/8インチ)×7.142(9/32インチ))でなく、接触型のシール仕様のベアリング(10×22×8)ですから入手は難しいでしょう。

考察

 レデューサーなしの9.5mm口径でも結構静かで、うるさめのグローエンジンという感じです。SlimLine Qシリーズのマフラーの尾管はマフラーの反対側まで挿入され、尾管に開けられた小穴から排気を排出する構造ですから9.5mmが有効排気口径ではではなく、尾管に開けられた小穴の合計面積が有効な排気面積になるからでしょう。
 7mm、6mm、5mmのレデューサー仕様を聞き比べて、排気口を絞れば排気音が静かになるという至極当たり前の結果になりました。9,700rpmから9,400rpmへの回転数の低下は許容できると考えました。
 結論として、SlimLine Qシリーズのような大きな容積のマフラーであれば5mmまで(1本に換算すれば約7mm)口径を絞っても出力低下は深刻ではないし、消音効果はかなり上がるという感触を得ました。

今後どうするか

 出力の低下をきたさずにさらに静かにするにはSlimLine Qシリーズマフラーにサブマフラーを追加するのも一法です。しかしこれまでの経験で、うるさいマフラーにサブマフラーを付けると高い効果があるものの、ある程度静かなマフラーにサブマフラーを付けても効果が薄いことが分かっています(バッフル入りのOS46SF純正のマフラーにサブマフラーを取り付けても音の変化はほとんどなかった。)。SlimLine Qシリーズだけでも結構静かになっていますから試すのに躊躇します。とりあえずは5mmレデューサー付きで運用することにします。

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