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ジクサーSF250

バイクの触媒とマフラー後付け触媒のお話

ジクサーSF250に絡んだお話ですが

前回、Realizeのマフラーを組んでみたお話の続きです👍

Realize(Valentie)のマフラーの取り付け記事は

過去に紹介しているので、参考にしてみて下さい↓↓

【ジクサーSF250】Realize(Valiente)マフラー取り付け&サウンドチェック!!

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この記事はこんな方におすすめ

  • 触媒って何?
  • 触媒って必要?
  • バイクの触媒って追加できるの?
  • 触媒っていくら位?
  • どうやって付けるの?

純正のマフラーであれば、触媒は付いているのですが

Realizeのマフラーは触媒が付いてません💦

触媒がないことで、やはりガス臭いんですよね~💦

今回は、Realizeのマフラーに触媒を付けてみようってお話です👍

ということで、まずは触媒の機能やメカニズムのお話から👍

触媒とは

一般的に触媒の機能として言われているのは

3元触媒と言われ、酸化、還元反応をして

エンジンから排出される、排出ガスを浄化してくれる物

イメージをされているかと思います。

実は、これは半分合っていますが

正解ではありません💦

触媒が無くても化学反応は行われる

エンジンから排出される排気ガスには、一般的に

・H2O(水)
・CO2(二酸化炭素)のほかに

有害部物質とされる

・CO(一酸化炭素)
・HC(炭化水素)
・NOx(窒素化合物)が

排出されます。

この、CO、HC、NOxの有害物質が規制対象になる訳です💦

有害物質のCO(一酸化炭素),HC(炭化水素),NOx(窒素酸化物)を

無害なCO2、H2O、N2に換えるのが、「触媒」とされています。

一般的に言われている、化学反応式は下記。

・COの酸化 : 2CO + O2 = 2CO2

・HCの酸化 : 4CxHy + (4x +y )O2 → 4xCO2 + 2yH2O

・NOxの還元  : 2Nox → xO2 +N2

CO(一酸化炭化物)、HC(炭化水素)は酸素と結合(酸化)させることで

CO(一酸化炭素)は二酸化炭素へ、HC(炭化水素)は二酸化炭素と水へ。

NOx(窒素酸化物)は酸素を分解(還元)させることで

N2(窒素)とO2(酸素)に分解することができます。

この3つの作用を同時に起こすことができるのが、3元触媒と言われるものなんです。

実は、この反応は自然界でも可能であり

触媒自体が化学反応を起こしている訳ではないんです👍

触媒とは?

では、触媒とはなんなのか?

触媒(しょくばい、英: catalyst)とは、一般に、特定の化学反応の反応速度を速める物質で、

自身は反応の前後で変化しないものをいう。

化学的には触媒は化学反応を促進させるような物質のことであり、

光、放射線、超音波など化学反応を促進させることがあっても

化学物質とはいえないものは通常は触媒とは言わない。

化学分野では化学反応において反応物よりも少量で

それ自体は化学反応中に変化しないものを触媒ということが多い。

引用元:Wikipedia

要は、触媒とは

効率的に化学反応が行えるように、促進させる作用があるもの。

ということなんです。

メカニズム

先ほど、触媒が無くても

自然に化学反応は起こせるといいましたが

それは、極小量でしかありません。

化学反応とは、どう起こるのか?

化学反応に必要な要素

化学反応の起こすのに必要な要素として

・活性化エネルギー

・頻度因子

の2つが重要になってきます。

活性化エネルギー(かっせいかエネルギー、英: activation energy)とは、
反応の出発物質の基底状態から遷移状態に励起するのに必要なエネルギーである。
アレニウスパラメータとも呼ばれる。活性化エネルギーが高いことを活性化障壁と表現することもある。

吸熱反応においては、反応物と生成物の内部エネルギー(またはエンタルピー)に差がある場合には、
最低限その差に相当するエネルギーを外部から受け取らなければならない。
しかし、実際の反応においてはそれだけでは十分でなく、その差以上のエネルギーを必要とする場合がほとんどである。

大きなエネルギーを受け取ることで、出発物質は生成物のエネルギーよりも
大きなエネルギーを持った遷移状態となり、遷移状態となった出発物質はエネルギーを放出しながら生成物へと変換する。

これは発熱反応の場合にも当てはまり、たとえ出発物質よりも生成物のエネルギーの方が低いとしても、
活性化エネルギーの壁を越えられなければ反応は進行しない。
例えば炭素と酸素を常温・常圧で混ぜても反応しないが、熱などにより活性化エネルギー分を
供給してやることによって燃焼反応が進行する。

引用元:Wikipedia

頻度因子
二分子反応が起こる条件の一つは分子間の衝突が起こることであり、
もう一つは活性化エネルギーの山を超えることである。

したがって、反応速度は衝突の回数に活性化エネルギーの峠を超える確率を掛けることで表される。
ここで衝突の回数は頻度因子で表され、活性化エネルギーの峠を超える確率はボルツマン分布で表される。

引用元:Wikipedia

私なりの解釈で簡単に要約すると

化学反応を起こすためには、とても大きなエネルギー且つ、互いの分子が衝突する頻度

多くなることで、起こりやすくなる。

ということです。

そして、それを起こりやすくするする為

土壌を作っているのが、触媒の役割ということです。

少ないエネルギーで反応させる

触媒の効果として、少ないエネルギー

化学反応を可能とすることができるようになります。

エネルギーが少なくて済むので、結果反応速度が速まり

効率よく、反応(酸素と結合、分離)することができるようになる訳です。

とってもザックリな説明ですが、触媒の浄化メカニズムはこんな感じ。

排気ガス規制

では、そもそも触媒が必要な理由はなんでしょう?

それは、2輪業界も排気ガス規制が厳しくなっている為です。

下記の表は、現在の排気ガス規制値の数値。

日本においては、二輪の排気規制は独自の規制を制定しており

平成28年度には新たな規制が、制定されました。

この規制値は、改定の度に厳しくなり

世界的に基準を合わせようという観点から、欧州規制(EURO)

規制値を合わせようという動きがあります。

次の改定の際には、欧州のEURO6の規制と同じになるのではないか?

予想されています。

規制を満足するためには触媒が不可欠

厳しくなる規制値を満足するためには

触媒が不可欠となってきた

というわけです。

近年のバイクでは、自動車と同じように触媒を2つなど付けたりして

規制値を満足するように対策しているメーカーも少なくないです。

排ガス規制値に関しては、4輪の自動車ほどの厳しさではありません

今までの2輪規制の推移からしてみても、ものすごい勢いで

規制が変化しており、二輪メーカーも開発がとても大変だと思います💦

後付け触媒を付けてみる

ということで、話はやっと戻ります💦

触媒なしのスポーツマフラーでの生ガス臭いのは個人的に勘弁というのと

抜けが良くなったスポーツマフラーに

触媒を付けたら、トルク回復も見込める

臭さ解消で一石二鳥⁉と考えて

自己満足的な勢いで、後付け触媒を付けてみることにします👍

フランジ化済みの触媒は「OUTEX」さんで購入可能です。

OUTEX HP

配管径や、触媒のサイズ、セル数を色んなタイプを

自分のバイクのマフラーに合わせて選択可能です。

わたしが購入したのはコレ↓↓

触媒はφ45㎜径の60㎜長の300セルのタイプ。

フランジ径は、Realizeのマフラーに合わせてφ50.8です。

この触媒は、いわゆるメタル触媒と言われるもの👍

Realizeのマフラーの差し込み寸法に合うように

20㎜ほど、フランジ端面をオフセットしてもらうように追加発注をしています👍

オフセットの追加注文込みで、約15,000円くらいです。

触媒取り付け

さっそくRealizeのマフラーに、組付けてみます。

差込深さはこんなイメージ。

サイレンサーとのつなぎ目の間に、触媒を差し込む構造となってます。

フランジ外寸はピッタリなのですが

内径が若干余裕がある感じなので、

何かで接着しないと、固定出来なそうです💦

う~む、なにで固定しようか・・・。

触媒の固定方法

固定方法をいくつか試して見ます。

液状ガスケット

手始めに、良くある耐熱用の液状ガスケットが余っていたので

それを使ってみます。

金属部をパーツクリーナーで拭いてから

液ガスを盛っていきます。

硬化するまで、1~2日放置します。

液ガスの効果は?

結論からいうと、液ガスでの固定は不十分でした💦

いくら耐熱性とは言っても、そもそもの用途がシールなので

柔らかいままで、固着はしません。

また、排気の圧力で触媒が押し出されて浮いてきてしまいます💦

液ガスは固定には向いてませんね💦

溶着

やっぱり、一番確実は取り付けは

溶接による、溶着ですね👍

後で、取りはずしができなくなりますが

確実に固定することが可能です。

加工としては、触媒フランジの外周に6箇所程度切欠きをいれます。

溶接は全周では無く、切欠きのポイントを点付けで溶着していきます。

熱による変形を防ぐために、必要最低限の溶接で済ませます👍

排気管の溶接はスパッタも飛びにくく薄めに溶接できる

Tig溶接がオススメです。

出来栄えはこんな感じ。

マフラーは入るように、盛り出た部分は削りって整えます。

後はマフラーを通常通り組付けて完了です👍

マフラーパテ

その他に、固定するのに使えそうなものはというと

マフラーパテくらいです。

溶接は誰でもできる訳では無いので

一般的な手段としては、これくらいでしょうか?

液状ガスケットとは違い、ちゃんと硬化するので

固定できそうな気はしますが、耐久性がどこまであるかは

今回、試していないのでなんとも言えません💦

触媒の効果は?

触媒を付けることで、一番の効果を感じれるのは

やっぱり排ガス臭さの解消です。

当然、エンジンが冷えた状態での始動直後は

触媒も温まっていないので、排気ガスは浄化されず匂いますが

一度温まってしまえば

それまでの排ガス臭さは全くなくなります。

排気ガス測定器なるものが無いので、キチンと

数字では表せないのが残念ですが💦

体感できるほど、匂いは改善されてるのが分かるので

ちゃんと触媒が機能してると思います👍

消音効果に関しては、アイドルや吹かした状態では

付ける前とほとんど変わりありませんでした。

ただし、加速時などの時は触媒が

抵抗になり、一定の消音効果は望めるかと思います。

その辺は後で分かり次第、追記しようと思います👍

今回は、触媒と後付け触媒のお話でした~。

少しでもご参考になれば幸いです。

アイテム

触媒

触媒単体は、ネットでも購入可能。

フランジ配管

上記の触媒と組み合わせることで、自分のバイクのマフラーに

合わせて、作ることも可能。寸法はキチンと把握が必要。

ただし、固定は溶接推奨。

マフラーパテ

溶接以外で固定するもので、対応できそうなのは

マフラーパテくらい。

固定強度は保証できませんが💦

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