ブンブンブーン

シリンダーに送り込む空気の量を調節するのがスロットルバルブです。

ドライバーがアクセルペダルを踏むと、それに反応してバルブが開閉します。

これにより供給する酸素の量を調節し、燃焼の速度を変えることができるのです。

アクセルペダルを踏むとエンジンの回転数が変わるのは、このようなしくみによるものです。

スロットルバルブは、吸気ダクトの途中のスロットルボディと呼ばれる箇所に設置されています。

アクセルペダルを踏み込むと、それに比例してバルブは大きく開き、吸気量も増していきます。

アクセルペダルを戻すとバルブは閉じ、空気の流れが止まります。

ただしこのときにエンジンが止まっては困るので、スロットルボディにはバルブが閉じた状態でも少量の空気を流すバイパス通路が設けられています。

バイパス通路からの空気のみでエンジンが稼働している状態が「アイドリング」です。

空気中のホコリなどの異物がシリンダー内に混入すると、燃えカスが付着してピストンや吸排気バルブの動きの邪魔をしたり、空気の流れを淀ませたりすることがあります。

こうした異物を取り除き、吸気をきれいにするためにエアクリーナーが取り付けられています。

エアクリーナーは、吸気ダクトの途中に設置されます。

ケースの中に「エアクリーナーエレメント」と呼ばれるフィルターが収められ、異物を絡めとるしくみになっています。

不織布を使った乾式のエレメントや、特殊なオイルを紙に塗り、異物の吸着性を高めた湿潤式のエレメントを使ったものが現在の主流。

吸気ダクトにはエアクリーナーのほかに「レゾネーター」という装置も取り付けられています。

これは、空気が流れるときに発生する騒音を低減するための装置。

レゾネーターの内部は空洞になっており、音と音が共鳴することによって振動を減らすことができます。

燃料が燃えるためには酸素が必要です。

吸気装置には、エンジンに空気を供給し、さらに供給量でエンジンの出力を調整するという役割があります。

吸気装置は、エンジンに空気を送り込む機構。

空気を浄化するエアクリーナー、吸気量を調整するスロットルバルブ、各気筒に分配する吸気マニホールドなどで構成され、すべてが吸気ダクトというパイプでつながっています。

空気を吸い込むには、「吸入負圧」という力が利用されています。

シリンダー内でピストンが下降すると、シリンダー容積が大きくなるため、気圧が低くなります。

空気は気圧が高いほうから低いほうに流れるため、シリンダーに空気が吸い込まれます。

これが吸入負圧。

効率よく吸気をするには、途中の空気抵抗を減らすことが重要になります。

そのため、吸気ダクトの形にも工夫が施されます。

「希薄燃焼」とは、空燃比が20～25:1の状態での燃焼をさします。

本来はこれほど燃料が薄いと十分な燃焼は行えません。

しかし、吸気ポートやピストンの形状を工夫し、空気の流れを速めて燃料の気化を促進させることで、燃焼を可能にしています。

希薄燃焼では大量の吸気が必要となり、スロットルバルブが大きく開かれるために、吸気の流れが円滑になります。

この効果でさらに燃費が向上するのです。

さらに、空燃比が40～50:1という極めて燃料の薄い状態で燃焼を行うのが「超希薄燃焼」。

これを可能にしたのは、筒内噴射式のインジェクター。

超希薄燃焼では、点火プラグ付近に燃料を噴射し、限られた範囲の燃料濃度を高める「成層燃焼」という方法がとられています。

これにより、従来では考えられなかった少量の燃料で燃焼を行うことができるようになりました。

なお、希薄燃焼や超希薄燃焼を採用するエンジンでも通常の燃焼は可能で、走行状況に応じて使い分けられています。