触媒コンバーターの有無によるパワーロスなどの影響について
現在の高効率スポーツ触媒はたいしてパワー低下に影響はありません
●ここのところ触媒ネタが続いていて「これは合法か？違法か？」などいろいろお騒がせして申し訳
なく思っておりますが、そのおかげで私自身も考えさせられることもありましたので、このへんで
ちょっと触媒コンバーター（キャタライザー）というものについてひとまとめしたいと思います。
↑私のジムニーに現在「暫定的に」つけているHKS製のR32〜R34GT-R用スポーツ触媒。 なにしろ
本来は500PSオーバーのエンジンに対応した高効率メタル触媒ですので、軽自動車にとってはノーマル
の2倍〜3倍程度までパワーアップしたチューニングエンジンと言えど排気抵抗はほとんど感じられません。
ブーストの立ち上がりや高回転のパワーなどエンジン性能は飛躍的にアップします。
●一昔前、というか、車の1世紀は10年と言われていますからふた昔前と言ったほうがいいかとも思い
ますが「触媒はパワーダウンにしかならないのでチューニングするなら触媒は外してストレートパイプに
するのが常識」的な考えの時代もありました。 実際、私も過去に乗っていたRNN14パルサーGTi-Rや
R32 GT-Rは触媒レスの競技用マフラー（トラストTRマフラー）つけていましたしね。 それにたとえば
ジムニーでも法規で触媒装着義務が課せられたのは平成に入ってからのことですから、そう古い話ではない
のは事実です。 ですが、こと現在に至ってはチューニングカーと言えども触媒装着はあたりまえのことで、
もし今だに「触媒なんて抵抗になるだけなので触媒レスにすべき」なんてチューナーがいたらもはやその人
は時代遅れで四半世紀前から思考が停止したままの古い頭しかもっていないかわいそうな人としか言い様が
ありません。 今やレーシングカーであるSuperGTマシンやフォーミュラニッポン、WRCのマシンでさえ
レギュレーションで触媒装着が義務付けられている時代なのに、ストリートカーが触媒レスなんて考えられ
ません。 それに最近はJAF公認レースのアマチュアカテゴリーのレースでも触媒装着が義務付けられるよう
になってきています。 トップカテゴリーのF1だってそのうち触媒装着が義務付けられる時代だってくるの
ではないかとさえ思われます。 むしろトップカテゴリーのレーシングカーに触媒装着が義務付けられたほう
がより低抵抗、高耐熱性、高効率な触媒の技術開発が進み、それが市販車にフィードバックされることでより
高性能なチューニング用触媒の開発、発売につながっていくので望ましいことだと私は考えます。
さて、この触媒コンバーター（キャタライザー）は大別して酸化触媒と三元触媒に分かれます。 酸化触媒は
COとHCを浄化し、三元触媒はそれに加えNOxを浄化するもので、現在のガソリンエンジンはすべてこの三元
触媒が装着されています。
↑これは三元触媒の浄化効率を示すグラフ。 斜線範囲の理論空燃比（ウインド）領域に空燃比が制御されて
いるときに触媒はもっとも効率よく活性化し、CO（一酸化炭素）、HC（炭化水素）、NOx（窒素酸化物）
の3要素すべてを高効率で浄化することができます。 そのためにO2センサー、またはラムダセンサー
（A/Fセンサー）によって14.7:1付近のストイキ領域に制御するための空燃比フィードバック制御が欠かせ
ないわけです。
触媒のタイプには過去にはペレット型というケース内に触媒物質を封入したタイプもありましたが、これは
排気抵抗が大きく内部の触媒物質が破損するなど問題がありましたので、現在は使われていません。
現在の主流はモノリス型（ハニカム型とも呼ぶ）という格子状の担体表面に触媒物質の貴金属を塗布したタイプ
が使われています。
↑ペレット型触媒とモノリス（ハニカム）型触媒の例。現在使われているのは100%モノリス型です。
●セラミック触媒とメタル触媒
このモノリスの担体に使用されるコアとして一般的に使われるものがセラミック担体とメタル担体です。
セラミック担体はコストが安く、昔から使われていますが、コアの厚みが厚く、また、熱膨張でさらに高温に
なると厚みが増すため、排気抵抗が大きいという欠点があり、高出力エンジンには向きませんでした。 それに
対してメタル担体は薄い耐熱鋼製のコアを使用することで通路面積が広くできることから排気抵抗が低減され、
とくに平成時代に入ってから高出力のスポーツ系エンジンから順次採用されはじめることとなりました。
↑左がセラミック触媒、右がメタル触媒。セラミック担体とメタル担体との見分けは簡単で、触媒内部を覗いて
四角い格子状のセルのものはセラミック触媒、渦巻き状のセルのものはメタル触媒です。
●チューニング用スポーツ触媒
最近はすっかり社外のチューニング用触媒も一般的になりましたが、このチューニング用触媒と純正触媒との
いちばんの違いはもちろん排気抵抗の大きさにあります。 純正のメタル触媒セルのコア密度はおよそ400cpsi
程度が主流ですが、社外のスポーツ触媒は200から150cpsi程度とかなりセルの目が粗く、そのぶん排気ガス
の流れを妨げないようになっています。 ちなみにこのcpsiという単位は1平方インチあたりのセルの目の数を
表しており、数字が小さいほど目が粗く、数字が大きいほど目が細かくなります。 社外のチューニング触媒に
対して純正触媒の目が細かいのは、触媒の被毒劣化や熱劣化による経年劣化による触媒性能の低下に対して余裕
を持たせるためです。 対して、スポーツ触媒は極端な話「新品時さえ10.15モードやJC08モードの規制をクリア
していればいい」という考えのもとに作られているのです。 ですので、厳密に言えば、社外のスポーツ触媒は
たとえば数万キロ、10年などの走行後ではモード規制をクリアできない可能性が高いのですが、現実には車検時
に測るCO、HC濃度さえクリアできればいいので、あえてギリギリまで浄化性能を犠牲にしてそのぶん、排気抵抗
の低減に主眼を置いて開発されているわけです。 極端な話、車検の時に測るHC、COの数値はECUがきちんと
O2センサーフィードバックで理論空燃比に制御していればよほどオーバーラップの大きいハイカムなどを入れて
なければ触媒なしでも余裕でクリアーできる数値ですので（ただし、H10年以降生産車のより厳しくなった規制値
ではカムやインジェクターなどの組み合わせによっては触媒の中身なしでは車検規制値をパスするのは困難になって
いるかもしれません）。
↑左が純正触媒のセル、右がスポーツ触媒のセル。 ともにメタル触媒ですが、スポーツ触媒のほうがセルの目
が粗いのがよくわかります。 純正触媒は約400セル/inch^2、スポーツ触媒が約150セル/inch^2と1セルあたり
の空間が広くなっています。そのぶんスポーツ触媒のほうが排気抵抗が少なく、排気流速も落ちないようにできて
いるということです。
●純正触媒とスポーツ触媒と触媒ストレートとのパワー差はいかほどか？
なんといってもここが皆さんがもっとも気になるところでしょう。これは車種やエンジンによって大きく変わって
くるので一概には言えませんが一例として、とある国産280PSスポーツ車種（純正でもメタル触媒を装着している
車）の400馬力程度までチューニングしたターボエンジンでの比較では以下のように出ています。
1）純正メタル触媒→社外スポーツメタル触媒＝約8.5%パワーアップ
2）純正メタル触媒→触媒ストレート＝約11%パワーアップ
3）社外スポーツメタル触媒→触媒ストレート＝約2%パワーアップ
あくまで参考データですが、以上のような感じになります。
このように見てみると、純正触媒はたしかに抵抗は大きくなりますが、社外のスポーツ触媒はかなり抵抗は小さく、
ストレートパイプと比較してもほとんど誤差の範囲でしか変わらないことがわかると思います。 もう今や「触媒
はパワーロスになるからストレートパイプじゃなければダメだ」なんて時代ではないのです。 社外の高性能な
スポーツメタル触媒はストレートパイプに遜色ないほど高い排気効率を持っているのです。 ですので、ストリート
で触媒レスなんて時代遅れなことはやめて、多少高価ではありますが、きちんと合法スポーツ触媒を装着しましょう。
(※ただし、この比較は触媒以外、一切変更点なしでの単純比較ですので、触媒ストレートできちんとセッティング
をとり直せばもう少しパワー差は広がるとは思います)
●ダミー触媒（純正触媒のコア抜き加工）について
それと、たまに純正の触媒コアを破壊して抜き、触媒ケースのみの状態にしている人もいますが、これはかえって
パワーロスになることがあります。 と言うのは、この触媒ケース内で急激に内径が拡張することから排気ガスの
流れに乱流が生じ、排気ガスの流速が低下して流れが乱れるため、排気ガスがきれいに流れなくなるためです。
ですので、もしこの「触媒筒抜け加工」方法でおこなう場合は内部にフロントパイプやマフラーパイプと同じ径の
ストレートパイプを通すことが性能上重要となります。ただ触媒コアを抜けばいいというものではないのです。
↑触媒コア抜きガランドウだと内部で排気ガスの流れが乱れてかえって排気抵抗になります。 どうせ抜くなら
内部はストレートパイプを通さないと排気効率は思ったほど向上しません。 よく昔は「ダミー触媒」と呼ばれる
「外観は純正触媒、中身は筒抜け」という製品もありましたが、これも内部がただのガランドウなだけなのか
きちんとパイプが通っているのかで性能は変わります。 もちろん、パイプが通っているものの方が排気流速が
落ちず、排気の流れが乱れないため性能が良いです。
ちなみに、私は過去に乗っていたHP10プリメーラ・オーテックバージョンにこの「内部ガランドウ」タイプの
ダミー触媒をつけていた時期がありましたが、変な反響音が出て排気音が汚くなったうえにパワーアップも
感じられなかったためすぐにノーマル触媒に戻してしまいました。 まあ、このプリメーラのSR20DE（改）
エンジンはNA（自然吸気）なのでターボエンジンほど触媒レスにしてもその効果が顕著に現れなかったですね。
そもそも、この「触媒レス」にした際のエンジン性能の向上についてはターボとNAではだいぶ異なり、ターボ
エンジンではターボチャージャーそのものが大きな排気抵抗になっているため触媒を抜いてストレートにしても
（非過給域の）低速トルクは犠牲にならないのですが、NAエンジンではただ触媒を抜いただけでは高回転域は
改善するかもしれませんが、低回転トルクは犠牲になってしまうことが多いです。これは、NAエンジンの場合は
「触媒という抵抗があることを前提とした」排気系のパイプ径や長さ、さらにバルタイでセッティングしてある
ためで、それをそのままにして触媒を抜いてストレートにしてしまうと、とくに低回転でオーバーラップ中の
混合気の吹き抜けが多くなってしまい、シリンダーの充填効率が低下して燃焼圧力が低下＝トルクが低下して
しまうためです。 ですので、NAの場合は、触媒をストレートにするのならエキマニからマフラーすべての排気
系、さらに重要なのはカム（バルブタイミング）まで見直さないとトータルでの性能アップは見込めないことが
多いので注意してください。
●触媒コンバーターのその他の役割など
触媒コンバーターはもちろんその主目的は排気ガスの浄化にありますが、その他に2点ほど副次的機能も兼ね備え
ています。 1つめはプリマフラーとしての機能。 触媒コンバーターのケースは一般に膨らんでおり、このこと
が膨張管として「単純膨張型マフラー」としての消音効果も持ち合わせていることから、排気音量の低減の効果も
持ち合わせています。 2つめはフレームアレスター（消炎装置）としての機能です。 エンジンは空燃比や失火
（ミスファイアー）などにより稀にアフターファイアー（後燃え）を起こし排気管内部で炎が発生することがあり
ますが、触媒があるとこの担体が消炎効果を発揮し、炎が排気管出口まで出ないようにせき止めてくれるわけです
（ですので、もし街中でマフラー出口からアフターファイアーを吹いている車があったらその車は触媒をつけて
いないことがバレバレということになります）。
●触媒コンバーターの寿命
昭和の時代のペレット型の触媒は内部の触媒粒子が摩耗することから消耗品として車検毎に交換なんてのもあり
ましたが、現在のモノリス型触媒は基本的に寿命はありません。 たしかに使用に伴い浄化能力は劣化しますが、
自動車メーカーはそれも見込んで余裕のある容量の触媒を使用していますので、基本的にはその車の寿命まで使え
ると思っていいでしょう。 ただし、チューニングエンジンになると空燃比セッティングやアフターファイアー、
極端なバルブオーバーラップなど様々な要素によって触媒がダメージを受け損傷する可能性がありますので、
半永久的とは言えなくなる可能性もあります。 とくに最近の車のようにエキマニやタービン直付けの触媒の場合
は常に排気温度が高い状態に晒されますので、高温で溶けるなど物理的損傷を受けやすいと言えます。 そういう
意味では以前からある一般的な床下（フロアー下触媒）のほうが寿命は長いでしょう。
●触媒コンバーターの装着位置による排気性能の差
排気ガスは排気ポートから出た直後の高温、高圧な状態がもっとも持っている圧力エネルギーが大きいので、この
状態で抵抗となる触媒にぶつかることは大きな圧力損失となります。 従って、エンジン性能の観点から言えば、
触媒は排気ガスの温度および圧力が落ちるできるだけ下流につけたほうがパワー面では有利となります。 たとえば、
SuperGTマシンなどは、パワーロスを最小限にするため排気管のもっとも下流の出口付近に触媒を配置している
くらいです。 つまり、近年の車種に多いエキマニやタービン直後など、排気系上流にある触媒より、昔ながらの
アンダーフロア下の排気系の比較的下流にある触媒のほうが排気抵抗は少なくできるので、エンジン性能（パワー、
トルクを出す）では有利なのです。
↑SuperGTマシンのテールエンドに付けられた触媒の例。
技術者の話ではあくまでも触媒のオーバーヒートによる溶解を防止するため（それと、レギュレーションで排気管
最後端に設置することと規定されているため）に排気出口に触媒セルを配置しているとのことですが、私はこの位置
がもっとも排気抵抗（圧力損失）が小さくなるからという副次的理由もあるのではないかと考えています。 しかし、
写真で見てもわかるようにテールエンドにもかかわらず、触媒が赤熱しているというのは凄いですね。 最低でも
800度以上の温度にはなっているでしょう。 市販チューンドターボ車の触媒もきっと全開走行中はこんな真っ赤に
なっているのでしょうね。
↑私のJA22ジムニーはフロア下触媒ですので、パワー面ではタービン直付け触媒より有利です。 対して最近の
車はエキマニやタービン直後に直付け触媒というのが多いですが、これはエンジン始動直後からすぐ触媒を暖めて
活性化させるためで、JC08モード排気規制の対策です。 この直付け触媒は排気のクリーン性能では有利ですが、
前述したように排気抵抗が大きくなるので、エンジンパワー面では不利となります。 さらに近年多いのは触媒
をタンデムに2個装着されている車で、これはさらに排気抵抗が大きくなってしまいます。
↑JB23-8型のツイン（タンデム）触媒。 タービン直後とフロントパイプにそれぞれ触媒が配置されています。
ただでさえタービン直後の触媒配置は抵抗が大きくパワー面で不利なのに、その下流にさらにもう1箇所触媒が
あることはかなり排気抵抗が大きくなり、チューニングしてパワーアップするには不利な要素となってしまって
います。
＜おことわり＞
この「触媒はできるだけ排気下流につけたほうがエンジン性能にとって有利である」というのはあくまでも私個人
の持論です。 他のチューナーさんやエンジニアさんにこの考えを聞いてもらったところ、これとはまったく逆の
説を唱える方もいましたので、それについてはもうちょっと私自身の考えを整理して、今後の更新記事であらためて
書きたいと思います。
●実際の車検においての触媒の変更はどこまで許容されるのか？
もちろん、厳密に言えば「その車種純正の触媒か、社外の触媒でもその車種専用にきちんとモード検査をパス
した書類のある触媒以外は違法となりますので、それ以外は車検には通りません」。 と、言うのが建前です。
しかし、現実にはけっこう抜け穴があるものでして、たとえば有名なところで言えば、R32 GT-Rは純正では
セラミック触媒で排気抵抗が大きいため、同じR32でも低抵抗なGTS-t タイプMのメタル触媒に流用交換して
しまうというのが定番となっていましたが、これは外観でもまったく見分けがつかないためあっさり車検を
通ってしまうものです。 さらに前述しましたように、純正の触媒の中身をくり抜き、ガランドウにした場合
でも、車検時のCO、HC検査さえクリアしてしまえばこれもすんなり車検を通ってしまうものです。 さらに
社外の汎用スポーツ触媒であっても、形状が純正触媒と酷似していて、取り付け位置も同一で、なおかつ純正
の遮熱板がついていて外観からは変更されていることが「運良くバレなければ」これも検査をパスしてしまう
でしょう。 要するにですね「違法であることと犯罪が成立することとは別物である」ということなんです。
ニャル子さん的に言えば「バレなきゃ犯罪じゃないんですよ！」っていうのが現実なのです。
たとえば、公道でスピード違反や駐車違反をしても警察に捕まって検挙されなければ犯罪としては成立しません
よね？それと同じことです。 ですので、流用触媒や社外触媒に換えた状態でうまく継続車検をクリアしたい方
は頭を使ってうまいことやってくださいと言うしかないですね。 ユーザーにとって現実に重要なのは「違法か
合法か」ということよりも「検査を通るのか通らないのか」のほうなんでしょうから。
※くれぐれも言っておきますが、これは私が違法行為を勧めているわけではありませんよ。あくまで「現実は
こうである」という一例を示しているだけですので、違法行為、脱法行為は絶対許せないという潔癖性な方は
きちんと正規の方法で車検を受けてください。たしかに遵法精神は大人として大切だとは思いますが、たとえば
軽自動車で明らかに許容幅を超えるオーバーフェンダーをつけていたり、排気量をアップしていたりという
「明らかな違法行為、脱税行為」と違って、触媒の変更のように判断が現場に任されているようなグレーゾーン
の場合は、ギリギリで法の網をくぐり抜けるというのもある意味アングラ的なチューニングカーの楽しみのひとつ
なんじゃないかと私は考えています。 それにこれは暴走族などのように他人に迷惑をかける悪質な改造とも
違いますし。ようは法律とどうすり合わせをするかということなので、最終的にどうするかはユーザーの良心に
かかっていると言えるでしょう。
↑BNR34 GT-R純正のメタル触媒。 私のJA22ジムニーは10年以上ずっとこの触媒でまったく問題なく継続車検
をパスしておりまして、車検場で指摘されたことはありません。「純正触媒以上の能力を持った触媒である」と
いうことを検査場の人もわかっていますので。 なお、他の人の例では「書類のない汎用社外触媒でも車検通った」
などの意見もいただいてますが、さすがにこれは本来はNGなはずで、たまたま検査員が見落としたか、見逃して
くれただけだと思います。 さらに、前述したように触媒の中身をくり抜いた場合で、たとえCO、HC検査でOKで
あっても、鼻の効く検査員だと排気ガスの「臭い」で触媒レスがバレてしまうこともありますので注意が必要です。
触媒有りと無しでは排ガスの臭いがぜんぜん違いますから、わかる人にはわかってしまいます。 まあ、何れにせよ
結局のところ最終的にはその検査場のその場の判断に委ねられることになっているのが現状なのでしょう。