荒々しさか澄んだ音色か…スポーツカーの色気を決める排気サウンドの決め方

　アクセルを踏みこんだとき、心地よく高まる排気音は、クルマ好きにとってはたまらないもの。この排気音が、アクセルを踏み込んでもまったくしなかったら…。たとえ、スピーディな加速をしていたとしても、それだけの加速感は感じないはず。クルマにとって、排気音は、動力性能と同じように加速感を演出する重要な要素なのです。

　ここでは、排気音の発生メカニズムや排気音を決定づける要因、心地良く加速感を高める排気音について、解説していきます。

文：Mr.ソラン、エムスリープロダクション
アイキャッチ写真：写真AC_ ZKY
写真：TOYOTA、NISSAN、BMW、MAZDA、Mercedes-Benz、LEXUS、写真AC、Mr.ソラン、ベストカー編集部

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排気ガスの膨張・収縮が排気音の正体

　排気音は、排気弁の開閉によって発生する、間欠的な高温・高圧の燃焼ガス（排気ガス）が、パイプ後端から一気に吐出して膨張することで発生するものです。排気ガスの膨張・収縮によって、パイプ出口周辺の空気に圧力差（疎密波）が生じて空気が振動、これが「排気音」として人の耳に聞こえてくるのです。

　排気管にはマフラーが装着されていますが、マフラーは排気音を消音する役目をもっています。マフラーは内部がいくつかの部屋に仕切られており、高温・高圧の排気ガスが、マフラーの仕切られた複数の部屋を通るたびに、徐々に排気エネルギーが減衰されて消音されるのです。

　最近は見かけることが減りましたが、いまから30年以上まえは、マフラーなしで爆音を発しながら街中を走り回るクルマをよく見かけました。マフラーがないとすべてのクルマがあれに近い爆音を発してしまうのです。

車両の床下に配置される排気系には、通常排ガスを低減する触媒（図手前）と、排気音を低減するマフラー（図後方）が装着されている。（PHOTO：写真AC_ sutitti）

エンジン回転数と気筒数が多いほど高い音に

　排気音は、エンジンのシリンダー内で起こる爆発が起振源なので、音の高さ（基本周波数）はエンジンの爆発の周期そのものであり、エンジン回転数と気筒数に比例します。

・エンジンの爆発回数（回数/秒）=基本周波数（Hz）=エンジン回転数（rpm）/60/ 2×気筒数
　注）：エンジン回転数を2で割っているのは、4ストロークエンジンは2回転に1回の爆発が発生するため　

　例えば、エンジン回転数3000rpmの場合、4気筒エンジンの排気音の基本周波数は100Hz、6気筒は150Hz、8気筒は200Hzとなります。エンジン回転が上昇する、気筒数が増えるほど排気音は高周波にシフトします。

　ちなみに、周波数が2倍になると、音階で1オクターブ変化するそうです。絶対音感の持ち主だったら、排気音の変化でエンジン回転数が分かるかもしれませんね。

爆発回数が多い多気筒エンジンは、振動と排気音がスムーズ

　では、気筒数によってどのように排気音が変化するのでしょうか。気筒数による排気音の特徴は、以下の通りです。

・3気筒エンジン
　エンジンをスリコギにように揺らす振動があり、排気音も爆発回数が少ない分「ドドドド」という耳障りな音が発生
・4気筒エンジン
　3気筒よりも澄んだ排気音だが、高級車には不向き
・直列6気筒エンジン
　爆発タイミングとピストンの上下運動のタイミングが理想的なので振動が少なく、アイドルでも加速時でも澄んだ排気音が特徴
・V型6気筒エンジン
　最近のV6エンジンは、オフセットクランクによって等間隔の点火（爆発）ができるようになったので、振動も排気音もなめらか。直6と直4の中間的な位置付け

エンジンの爆発回数/秒と排気音の周波数は、エンジン回転数と気筒数に比例

心地よい、加速感を高める排気音をつくるには

　心地よい排気音を実現するためのポイントは、次の3つです。

・基本周波数とその倍数周波数以外の周波数成分を除去
　澄んだ音色の排気音にするためには、基本周波数およびその倍数周波数以外の成分を除去しなければいけません。そのためには、各気筒の排気マニホールドの長さを均等にした上で、排気管の太さやマフラー容量と搭載位置を最適化します。

・排気音に時間的な変化を付ける
　定速走行時には音圧を抑え、加速時にはクルマの加速に連動して排気音の音圧を強めることが、ドライバーの加速感を高めるのに有効です。同じ加速性能であっても、排気音に抑揚をつけた方が速く走っているように感じます。

・クルマのコンセプトに合わせた排気音
　セダンのような乗用車には、基本周波数を際立たせてクリア感を強調。またスポーツモデルは、音圧が強めの迫力のある排気音が適しています。気筒数を変えるわけにはいかないので、排気系のチューニングで行います。

排気音をチューニングした例

　レクサスのスポーツカー「LFA」のV10エンジンの排気音は、ヤマハのサウンド開発センターが中心となって手がけました。加速すると、F1マシンのような甲高い排気音を奏で、誰もが振り返るような迫力ある排気音を演出しています。まさに楽器のように調律した優れものです。

2010年に登場したレクサスのフラグシップスポーツカー「LFA」。ヤマハのV10エンジンを搭載、排気系のチューニングは、ヤマハと排気系メーカーの三五が担当

　また、フェラーリの排気音は、「フェラーリサウンド」と呼ばれ、「美しい」と絶賛されています。8気筒や12気筒の多気筒エンジンの特性を生かした排気系のチューニングによって、基本周波数とその倍数周波数の音を際立たせて、高音の澄んだ排気音をつくり出しています。

騒音規制によって加速感を音でつくることが困難に

　2016年から車外騒音規制が導入され、2024年にはEVでも適合するのが難しいほどのレベルに強化されます。従来のように、排気音の強弱で加速感を強調するのは難しく、音質の工夫やアクティブサウンドのように、人工的に排気音（のようなもの）をつくり出し、車内のみに流すような工夫が必要かもしれません。

　将来的にはEVの「キーン」という音質に、人が排気音と同じように魅力を感じるようになるのかも、興味あるところですね。

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Comments

＞将来的にはEVの「キーン」という音質に、人が排気音と同じように魅力を感じるようになるのかも、興味あるところですね。

ならねーよ。

私は、排気音は多少大きくても小さくても構いません。
ですが、余韻が綺麗な音でなければただの騒音です。

バイクの外品マフラーは殆ど嫌いです。車でもヘンテコな自作マフラーや無駄に直管してるような時代遅れの改造車は、嫌い。

マフラーの音色は品格を表すと思う。
馬鹿にみたいにふかしたり、自慢げに爆音響かすのは下品で下劣、ほんとクズだわ