Wie erzielt man einen tiefen Auspuffsound bei einem JDM-Auto?
Fupower fertigt JDM-Auspuffanlagen aus T304-Edelstahl mit Dornbiegung und WIG-Schweißnähten. Wichtig zu verstehen ist zunächst, dass ein tiefer Klang nicht gleichbedeutend mit Lautstärke ist. Ein tiefer Auspuff zeichnet sich dadurch aus, dass die hohen Frequenzen herausgefiltert werden, sodass der tiefe Frequenzbereich dominiert. Fast jeder Fehler in diesem Bereich entsteht durch das Streben nach maximaler Lautstärke, was zu einem dröhnenden, kratzigen Klang führt, obwohl das Ziel die Reduzierung der Frequenzen ist. Hinter dieser Frage verbergen sich zwei weitere Probleme: der Klang, also das ausgewogene Verhältnis zwischen hohen und tiefen Frequenzen, und das Dröhnen, eine einzelne, schmale Frequenz, die bei einer bestimmten Drehzahl im Fahrbetrieb resoniert. Beide haben unterschiedliche Ursachen und erfordern unterschiedliche Lösungen.
Der Schalldämpfer hat den größten Einfluss auf den Klang. Kammerdämpfer, wie die klassische Zweikammerbauweise, erzeugen im Leerlauf ein tiefes, sattes Brummen und unter Last einen kernigen Ton. Direkte, absorbierende Schalldämpfer hingegen bieten einen besseren Durchfluss, klingen aber allein betrachtet rauer. Deshalb kombiniert man bei einem System mit tiefem Klang meist einen Kammerdämpfer oder einen gut gedämmten Schalldämpfer mit dem Rest der Anlage, anstatt ihn zu entfernen. Neben dem Design spielt auch die Konstruktion eine wichtige Rolle: Dünnwandige, einwandige Rohre und dünne, verchromte Endrohre erzeugen ein dröhnendes und schepperndes Geräusch, während dickwandiger Edelstahl 304 mit Doppelwandkonstruktion die schärferen Frequenzen abrundet. Der Durchmesser wirkt sich ähnlich aus: Ein größerer Auslass senkt die Tonhöhe – der Wechsel von einem 2,5-Zoll-Auslass zu einem 4-Zoll-Auslass ist hörbar tiefer. Allerdings gibt es eine Grenze, denn ein zu großer Rohrdurchmesser reduziert die Abgasgeschwindigkeit und erzeugt einen eigenen dröhnenden Klang. Ein 3-Zoll-System mit einem 4-Zoll-Auslass ist für die meisten Umbauten der optimale Kompromiss.
Resonatoren sind das Bauteil, das die meisten Käufer missverstehen, da sie eine andere Funktion als der Schalldämpfer erfüllen. Ein Schalldämpfer reduziert die Gesamtlautstärke über den gesamten Frequenzbereich mithilfe von Schalldämpferplatten und Dämmmaterial; ein Resonator hingegen filtert einen bestimmten Frequenzbereich durch Interferenzwellen heraus und lässt den Rest unverändert. Dieser Unterschied erklärt die Funktionsweise einer resonanten Mundstückspitze: Ihre innere Kammer nutzt destruktive Interferenz, um den Bereich von etwa 2.000 bis 5.000 Hz, in dem blecherne und kratzige Töne auftreten, auszulöschen, während Frequenzen unterhalb von etwa 500 Hz weitgehend unbeeinflusst bleiben. Das Ergebnis ist ein tieferer Ton ohne Lautstärkeerhöhung. Doppelwandige Mundstückspitzen bieten durch den Luftspalt zwischen zwei konzentrischen Röhren eine leichte Isolierung und runden den Ton etwas ab, während eine Standard-Mundstückspitze mit geradem Schnitt den Klang kaum beeinflusst – sie ist lediglich ein optisches Element. Die Schlussfolgerung ist genauso wichtig: Das Entfernen des werkseitigen Resonators öffnet den Klang und verleiht ihm mehr Rauheit, führt aber häufig zu einem höherfrequenten Dröhnen bei Autobahngeschwindigkeit. Deshalb sollte das Entfernen des Resonators eher mit einem tieferen Schalldämpfer kombiniert werden als allein durchgeführt zu werden.
Die Motorenarchitektur setzt die Grenzen, und Ehrlichkeit spart hier Geld. Das Subaru-Grollen, das JDM-Käufer begeistert.
Das mit der Tiefe verbundene Grollen ist kein Effekt des Schalldämpfers, sondern entsteht durch Krümmer mit ungleich langen Rohren. Diese leiten die Abgasimpulse in unregelmäßigen Abständen zum Sammler und erzeugen so das charakteristische, unregelmäßige Blubbern. Krümmer mit gleich langen Rohren synchronisieren die Impulse und erzeugen einen gleichmäßigeren, höheren und ruhigeren Klang, der dem eines Reihenvierzylinders deutlich ähnlicher ist. Das Grollen wird also am Krümmer und nicht erst im Abgasstrang selbst bestimmt. Diese Wahlmöglichkeit bringt jedoch zwei Einschränkungen mit sich: Beim FA20DIT-Motor der WRX-Modelle ab 2015 ist serienmäßig ein Twin-Scroll-Turbolader mit Krümmern gleicher Länge verbaut. Der Einbau von Krümmern mit ungleich langen Rohren stört die Impulsfolge des Twin-Scroll-Turboladers, was zu Leistungsverlusten im gesamten nutzbaren Drehzahlbereich führen kann. Bei EJ-Motoren hingegen führen die längeren Rohre für die Zylinder zwei und vier zu höheren Betriebstemperaturen dieser Zylinder, was ohne präzise Abstimmung das bekannte Risiko von Kolbenringverschleiß erhöht. Bei turbogeladenen Fahrzeugen fungiert im Allgemeinen die Turbine selbst als akustischer Filter. Deshalb reagiert ein JDM-Turbofahrzeug anders auf Abgasveränderungen als ein Saugmotor – der Klang ist von vornherein sanfter, und das Downpipe und die Abgasanlage ab Katalysator beeinflussen den Charakter weitaus stärker als ein Endrohr.
Das Dröhnen erfordert eine gesonderte Betrachtung, da es sich nicht um ein Klangproblem handelt und nicht durch zusätzliche Dämpfung behoben werden kann. Es ist eine Resonanz bei einer bestimmten Frequenz, und die Lösung besteht in einem abgestimmten Seitenrohr. Ein Viertelwellenresonator, oft auch J-Rohr genannt, ist ein T-Stück, das in den Auspuff integriert und am anderen Ende verschlossen wird. Seine Länge ist auf ein Viertel der Wellenlänge der störenden Frequenz eingestellt, sodass die reflektierte Welle um eine halbe Wellenlänge phasenverschoben zurückkehrt und sich selbst auslöscht. Ein Helmholtz-Resonator erfüllt dieselbe Funktion mit einem geschlossenen Schalldämpfer und einem kleineren Verbindungsrohr, dessen Abstimmung über den Durchmesser und die Länge des Verbindungsrohrs sowie das Volumen des Schalldämpfers erfolgt – kompakter, aber komplexer in der Berechnung. Die Methode ist einfach: Messen Sie die Frequenz, anstatt sie zu schätzen, indem Sie eine Spektrum-App verwenden, während Sie mit der Drehzahl fahren, bei der das Dröhnen auftritt. In einem dokumentierten Fall lag das Dröhnen bei 2.500 U/min zwischen 100 und 125 Hz, was ein Viertelwellenrohr von etwa 71 cm Länge erfordert hätte; der fertige Helmholtz-Resonator reduzierte das Dröhnen von einem fast sofortigen Ärgernis auf ein leichtes, akzeptables Dröhnen. Zwei praktische Details: Die Position entlang des Rohrs ist nicht entscheidend, die Abstimmung ist jedoch temperaturabhängig, da sie von der Schallgeschwindigkeit abhängt – und da diese Resonatoren keinen Abgasstrom führen, laufen sie viel kühler als das Gas, gemessen bei etwa 90 bis 110°F während der Fahrt in dieser Konfiguration.
Fupower gibt die Grenzwerte an, einschließlich der JDM-spezifischen gesetzlichen Bestimmungen. Klangqualität und Geräuschentwicklung sind separate Themen und werden in Japan streng kontrolliert: Der Einbau eines Nachrüst-Auspuffs erfordert eine erneute Fahrzeugprüfung im Rahmen der obligatorischen Inspektion. Käufer achten dabei auf das JASMA-Schild, das bestätigt, dass der Auspuff geprüft und nach dem Klangstandard für Sportauspuffe des Verbandes registriert wurde. Teile ohne dieses Schild dürfen zwar verkauft werden, es sollte aber nicht davon ausgegangen werden, dass sie die Inspektion bestehen. In anderen Ländern gelten lokale Lärmschutzverordnungen, und jede Änderung, die Abgasreinigungssysteme entfernt, wirft eine separate Frage der Einhaltung der Vorschriften auf. Fupower veröffentlicht keine Dezibel- oder Frequenzangaben für seine Systeme, da der gemessene Klang vom Motor, dem Krümmer, dem Turbolader, dem Rohrdurchmesser, dem Zustand der Schalldämpferdämmung sowie dem Messabstand und -winkel abhängt. Ein System, das bei einem Reihensechszylinder einen satten Klang erzeugt, kann bei einem kleinen Vierzylinder dröhnend klingen. Zudem verschlechtert sich die Dämmung mit der Zeit, sodass jedes System mit zunehmendem Alter lauter und rauer wird. Und schließlich die Grenze des Machbaren: Man kann einen Motor tiefer, sauberer und kontrollierter klingen lassen, aber man kann ihn nicht wie einen anderen Motor klingen lassen.
Fupower betreibt eine hochmoderne Produktionsstätte in Shanghai und bietet umfassende OEM/ODM-Entwicklung, Private Labeling mit individueller Laserbeschriftung sowie zuverlässige globale Logistik.