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2サイクルエンジンのマフラーの実験 爆音マフラーをサブマフラーで消音

 軽くて(42g)出力が大きいM251口径拡大仕様(爆音マフラー)を使いたいので、かねて用意のサブマフラーを試しました。


 サブマフラーは35mm(34.5mm?)のアルミ缶に穴をたくさん開けた外径10mm、内径9mmのアルミパイプを通したものです。別の記事でも披露したと思います。僕の最近のサブマフラーはみなこの構造です。


 回した結果はこうなりました。
M251(8.4φ) +Sub muffler 9φ:12,600 r.p.m. @ 1+28/40 (背圧小、出力大、消音効果大)


 Hatori(12,300rpm)やM352Xのバッフル抜き(12,500rpm)より回転が上がり、軽量でもあります(本体42g、サブマフラー22g、合計64g)。


 ところが、この仕様で実際に飛ばすと離陸滑走で急加速すると燃料供給が追い付かなくなってエンストしそうになる、機首上げでニードルを合わせると水平飛行で4サイクル運転が混じるくらいの濃さになる、ということになりました。マフラープレッシャー(背圧)が低くて燃料の吸い込みが悪いということです。

 ということで背圧を高める(マフラープレッシャーを強くする)ために出口に7mmのレデューサーを付けました。外径8mm、内径7mmのアルミパイプにホームセンターで買った薄肉の内径6mmくらいのシリコンチューブを被せて内径9mmのパイプに押し込みました。バスコーク(セメダイン)とかバスボンド(コニシ)とかのシリコンコーキング剤を塗ると滑りが良くなって「ニュルッ」という感じで押し込むことができ、抜け止めにもなります。これで排気口の口径がオリジナルのM352Xと同じ7mmになりました。9mmから7mmに減らしたことによる出力のロスは回転計に反映されず、12,600rpmのままです。音はそれほど変わりません(サブマフラーまでで音が小さくなりきっている?)。背圧はたしかに強くなり、ニードルは1+18/32から1+12/32*に絞ることになりました。
* 機体に搭載するときニードルバルブをOS46AX用のリモートニードルに替えたので1回転40コマから1回転32コマになりました。


 内径7mmであれば、M251の元々の尾管の口径とも同じですが、回転数は11,800rpmに対して12,600rpmとかなり違います。
 その理由は、排気系の上流側ではなく出口を絞ることで排気系全体の平均の圧力が同じでもエンジンの排気ポート付近での瞬間的な圧力の変化が緩和され排気の流れが邪魔されにくくなったからだろうと考えています。(この解釈でいいんですよね?)
 大きな容積のマフラーなら排気口が小さくても出力の低下が小さいという実験結果や市販のバッフル入りマフラーでバッフルに開いた穴の面積がマフラー出口の面積より大きくなっていることとも符合します。直感的に考えても理解できますね。逆に7mmに絞った方を入口側(マフラー側)にすると、回転はがた落ちになります(実験済み)。
 僕の知識と技術では気体の慣性や圧力波の利用による出力上昇とかのテクニックは使えませんが、排気を無理なく流すことで出力の低下を防ぐくらいの工夫はできたのだと考えています。


 機体に付けるとこんな具合です。荷重は中心に通したアルミパイプにかかり、アルミ缶はアルミパイプにかぶさっているだけの状態です。
 エンジンカウルとベリーパンを付けるとマフラーがほぼ隠れます。マフラーの塗装を剥いでアルミの地を出したのはひげそりマフラーと言われたから放熱効果を高めるためです。

脱 線

 塗装を剥離することのつながりで剥離剤の話です。
 40年くらい前に原付バイクのタンクを再塗装したことがありました。その時は、手につくとヒリヒリする剥離剤(スケルトンだったかな?)を塗ったら見事に塗装が剥離しました。
 アルミのスプレー缶の塗料も簡単に剥離できるだろうとホームセンターで「地球にやさしい」剥離剤を買ってきて試したら案に相違した結果でした。

 高級(?)なスプレー缶の塗料はびくともせず、100均で買った安物のスプレー缶の塗料にしか効果はありませんでした。

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