エンジン

自動車の心臓部である原動機には、様々な種類がありますが、その中でも広く普及しているのが、ガソリンや軽油を燃料とする往復動内燃機関です。この原動機の性能を左右する要素の一つに、シリンダーの大きさ、つまり寸法が挙げられます。シリンダーの寸法は、内径（ボア）と行程（ストローク）の二つの数値で表されます。内径とはシリンダーの直径のこと、行程とはピストンがシリンダー内を上下する距離のことです。 この内径と行程の比率によって、原動機の特性は大きく変わってきます。行程が内径よりも長い原動機を、短い脚に胴長の体つきをなぞらえて「アンダースクエア原動機」と呼びます。ちょうど、背の高い細身のやかんなどの形状を思い浮かべると分かりやすいでしょう。 アンダースクエア原動機では、ピストンが上下に大きく動くため、燃焼室の形状を最適化しやすく、燃焼効率を高めることができます。また、行程が長いことでクランク軸の回転力が大きくなり、低回転域から高い力を得られます。これは、大きな荷物を積んだトラックや、力強い走りが求められるスポーツカーなどに適しています。 一方、ピストンの移動距離が長いため、原動機全体の高さはどうしても高くなってしまいます。また、内径が小さいため、一度に燃焼できる燃料の量も少なくなります。結果として、高回転域での出力はそれほど高くありません。 この寸法比は、行程を内径で割った値で表され、アンダースクエア原動機ではこの値が１よりも大きくなります。１よりも小さい場合はショートストローク原動機、等しい場合はスクエア原動機と呼ばれ、それぞれ異なる特性を持っています。原動機の設計者は、車両の用途や求められる性能に応じて、最適な寸法比を選び、原動機を開発しています。

車は、エンジンを始動させると、燃料と空気を混ぜて燃焼させ、その力で動きます。エンジンが動いている時、アクセルペダルを踏んでいなくても、エンジンは止まることなく低い回転数を保っています。これを「アイドリング」と言い、この回転数を適切な状態に保つ作業が「アイドリング調整」です。アイドリング調整とは、エンジンがスムーズに、そして安定して低い回転数を維持できるように整える作業を指します。 アイドリングの回転数は、エンジンの様々な部品が複雑に連携することで制御されています。大きく分けると、回転の速さ、燃料と空気の混ざり具合、そして点火のタイミングの三つの要素が重要です。これらは互いに影響し合っています。例えば、燃料と空気の混ざり具合が濃すぎると、回転数は上がってしまいます。逆に薄すぎると、エンジンが不安定になったり、止まってしまうこともあります。また、点火のタイミングが早すぎたり遅すぎたりすると、エンジンの出力は低下し、スムーズな回転が得られません。 これらの三つの要素を調整することで、エンジンが最も効率よく、安定して作動する状態を作り出すのです。昔は、これらの調整を手作業で行っていましたが、最近の車は電子制御で自動的に行うようになっています。コンピュータが様々なセンサーからの情報を受け取り、最適な状態を保つように制御しています。そのため、ドライバーが自分で調整する必要はほとんどありません。 しかし、電子制御の車でも、センサーの故障や経年劣化によってアイドリングが不安定になることがあります。そのような時は、整備工場で点検や修理をしてもらう必要があります。車の仕組みを理解し、普段から車の状態に気を配ることは、大きな故障を防ぎ、安全に運転するためにとても大切です。

加熱された排出管の中で、燃え残った燃料が再燃焼する現象を、アフターバーンと言います。まるでレーシングカーが減速時に排気口から炎を噴き出すような、迫力のある光景を思い浮かべる方もいるかもしれません。まさにあの現象がアフターバーンです。 もう少し詳しく説明すると、エンジンの燃焼室では、ガソリンと空気の混合気を爆発させて動力を得ています。理想的には、この混合気は燃焼室内で完全に燃え尽きるべきですが、実際には様々な要因で燃え残ってしまう場合があります。この燃え残った混合気が、高温になっている排出管に排出されると、そこで再び酸素と出会います。そして、排出管内の高温状態も手伝って、未燃焼の混合気が再着火し、アフターバーンが発生するのです。 アフターバーンは、エンジンの調整が不十分な場合や、高い出力で走行中に急にアクセルを戻した場合などに起こりやすくなります。例えば、燃料が濃すぎる設定になっていると、燃焼しきれない混合気が多くなり、アフターバーンが発生しやすくなります。また、高回転からの急激なエンジンブレーキも、排出管内の温度を上昇させ、アフターバーンを誘発する可能性があります。 アフターバーンが発生すると、パンパンという独特の破裂音が聞こえ、場合によっては排気口から火炎が噴き出すこともあります。この迫力のある音や光景は、一部の自動車愛好家にとっては魅力的に映るかもしれません。しかし、アフターバーンは決して良い現象ばかりではありません。排出管の温度が異常に上昇することで、排出管自体や周辺の部品に損傷を与える可能性があります。また、未燃焼の燃料が排出管で燃えているということは、それだけ無駄な燃料を消費していることにもなり、燃費の悪化にもつながります。 アフターバーンは、エンジンの状態を知る上での重要なサインとも言えます。もし頻繁にアフターバーンが発生する場合は、エンジンの調整を見直す必要があるかもしれません。放置しておくと、深刻な故障につながる可能性もあるため、注意が必要です。

車の心臓部であるエンジンは、ガソリンと空気の混合気に点火することで動力を生み出します。この混合気に火花を飛ばす装置が点火栓で、点火時期とは、この点火栓が火花を散らすタイミングのことを指します。これは、エンジンの調子を左右する重要な要素です。 ピストンが混合気を圧縮して一番小さくなった状態を上死点と言いますが、理想的な点火時期は、ピストンが上死点に到達する少し前です。火花が散ってから燃焼が始まり、圧力が上がりピストンを押し下げるまでにはわずかな時間がかかります。この時間を考慮して、上死点の少し前に点火することで、ピストンが下降し始めるタイミングで最大の圧力を得ることができ、エンジンの力を最大限に引き出すことができます。 もし点火時期が早すぎると、ピストンがまだ上昇中に最大の圧力が発生します。これは、エンジンがスムーズに回転するのを妨げ、ノッキングと呼ばれる異常燃焼を引き起こす可能性があります。ノッキングは、エンジンに大きな負担をかけ、損傷の原因となります。金属を叩くような音が聞こえるのが特徴です。 反対に、点火時期が遅すぎると、ピストンが既に下がり始めてから最大の圧力が発生するため、エンジンの力が十分に発揮されません。また、燃焼しきれなかった混合気が排出されるため、燃費が悪化し、排気ガスも汚れてしまいます。 適切な点火時期は、エンジンの回転数や負荷など、様々な運転状況によって変化します。近年の車は、コンピューター制御によって自動的に最適な点火時期を調整する装置が備わっています。しかし、古い車や一部の特殊な車では、手動で調整する必要がある場合もあります。そのため、自分の車がどのような仕組みで点火時期を制御しているのかを理解しておくことは大切です。