質問 3: カーボンの蓄積はエンジンにどのような影響を与えますか?
燃費、ノッキング、パワー不足
先ほど申し上げたように、どのエンジンも常に完全燃焼を保証することはできないため、どのエンジンでもカーボンが蓄積されます。エンジン内部にカーボンが蓄積するとどのような影響があるのでしょうか？まず、ノッキングを引き起こす可能性があります。
カーボン堆積物は熱を蓄積しやすいため、燃焼室内にカーボンが大量に堆積すると、多数の高温ホットスポットが発生し、圧縮比が上昇（燃焼室が狭くなる）することで燃焼室温度が上昇します。その結果、点火プラグが点火する前に、これらのホットスポットで混合気が着火し、点火プラグの爆発波と衝突して金属的なノッキング音が発生します。これを「ノッキング」といいます。ノッキングが発生すると、爆発波の打ち消し効果によりエンジン出力が低下するだけでなく、同じ出力を得るためにドライバーはアクセルを強く踏まなければならなくなり、燃費が悪化します。重症化すると、ピストンやコネクティングロッドが損傷し、エンジン寿命が短くなることもあります。
カーボンが過剰に蓄積すると、エンジンノッキングを引き起こす可能性があります。軽度のノッキングでもエンジン効率が低下し、加速が鈍くなり、水温の上昇につながります。放置すると、ピストンリングの破損やエンジン故障につながる可能性があります。また、燃料インジェクターが詰まると、噴射されたガソリンの霧化が悪くなり、ガソリンと空気が均一に混ざらなくなります。その結果、吸気バルブに凝縮する燃料蒸気の量が増加します。さらに悪いことに、カーボンデポジットはガソリンを吸収する性質があるため、このカーボンデポジット層はガソリンを吸収します。吸収されたガソリンはその後、カーボンデポジットに燃焼し、さらに厚いカーボンデポジットを形成します。そして、厚くなったカーボンデポジットはさらにガソリンを吸収するという悪循環に陥ります。その結果、吸気バルブに過剰なカーボンデポジットが堆積すると、軽度の場合はバルブがしっかりと閉まらず、エア漏れが発生し、エンジンの始動が困難、パワー不足、バルブが摩耗しやすいなどの問題が発生します。重度の場合は、バルブがしっかりと閉まらず、エンジンが作動しなくなることもあります。
ディーゼルエンジンには、燃焼温度を下げ、NOxの発生を抑制するためのEGRバルブが装備されています。しかし、エンジン内部にスラッジやカーボンが堆積しやすくなるという欠点があります。ディーゼル車の故障の多くは、EGRバルブがスラッジで詰まることが原因です。4万キロ走行ごとにEGRバルブを取り外して清掃することが推奨されています。 
吸気バルブは約200℃の温度で作動するため、そこに付着したガソリン蒸気は徐々に「粘性のあるゲル状物質」となり、塗料のような性質を持つようになります。このゲル状物質はガソリンを吸収し、次第に厚みを増し、最終的には吸気バルブの裏側全体を覆い尽くします。これにより吸入量が減少し、エンジンの出力が低下します。質問 4: 詰まった燃料インジェクターを解消するにはどうすればよいですか?
カーボン堆積物の位置を確認した後、それらを除去する最も効果的な方法は何だろうと疑問に思うかもしれません。まずは燃料インジェクターと吸気バルブについて紹介します。どちらもガソリン添加剤を使用して洗浄できます。従来の非直噴エンジンでは、燃焼室に噴射されたガソリン添加剤が燃料インジェクターと吸気バルブに直接接触し、カーボン堆積物をゆっくりと溶解して除去します。これは、走行中にガソリン添加剤を使用した私のテストビデオで確認されました。わずかに詰まっていた燃料インジェクターは、添加剤の使用後に効果的にクリアされました。直噴エンジンに燃料インジェクターが4つしかない場合（外部インジェクターが4つではない場合）、吸気バルブのスラッジを除去するには吸気マニホールドを取り外す必要があり、これらは通常かなり汚れているため、特別な注意が必要です。
燃料インジェクターにもガムやカーボンの堆積が起こりやすいため、専用の超音波洗浄機と洗浄剤を用いて洗浄することができます。また、本機はフローテストを実施し、洗浄効果が確実に得られるかを確認することも可能です。もちろん、長期間運転されておらずガソリンが劣化していたり、水分を含んだガソリンや低品質のガソリンを使用したりした場合は、燃料インジェクターの詰まりが深刻になる可能性があります。このような場合、専用の「燃料インジェクター試験洗浄機」を用いて燃料インジェクターを取り外し、洗浄する必要があります。まず、燃料インジェクターを超音波洗浄機にかけ、超音波振動によってインジェクター底部のカーボン堆積物を除去し、動作を阻害する可能性のある不純物を軟化させます。その後、燃料インジェクターを試験プラットフォームに設置し、電流駆動によって高圧全開、完全ロック、緩速間欠放出、高速間欠放出、高速間欠放出と緩速間欠放出の混合といった動作モードを模擬的に試験することで、ノズルの洗浄効果を実現します。
燃料インジェクターの霧化を過小評価してはいけません。霧化が良好であればあるほど、燃料の液滴は小さくなり、燃焼速度が速くなり、完全燃焼しやすくなります。逆に、霧化が悪ければ、霧化効率も低下します。そのため、直噴システムでは100bar以上の噴射圧力が必要です。圧力が高いほど、より良好な霧化効果が得られるからです。さらに、プラットフォーム上の各燃料インジェクターの下部には透明な計量カップが付いており、各インジェクターの噴射量を同一条件下で計算し、同時にシール性能を観察することができます。そのため、洗浄工程中に、シール状態（漏れ、垂れ）、霧化、単位時間あたりの噴射量、平均噴射量を同時にテストできます。インジェクターがしっかりと閉まらない、目詰まり、噴射量の低下（10年以上前の車に多い）などの問題が見つかった場合は、交換することができます。また、4つの燃料インジェクターのいずれかが故障すると、エンジン全体の動作が非常に悪くなります。一般的な症状としては、異常なアイドリング振動、ギアシフトの不安定さ、重いスロットル、頻繁なノッキングなどがあります。したがって、定期的に燃料インジェクター全体を洗浄することは、有益で無害なメンテナンス手順です。古い車のオーナーにはぜひ試してみることをお勧めします。その結果にきっと驚かれることでしょう。
新型直噴式でも、写真のような従来の燃料インジェクターでも、目詰まりが発生する可能性があります。燃料添加剤の使用は、目詰まりを軽減する最も迅速な方法の一つであり、燃料添加剤が最も直接的に作用する箇所でもあります。質問 5: 炭素を除去するための最も速くて包括的な方法は何ですか?
前述の通り、カーボンの蓄積はエンジンの正常な動作に大きな影響を与えます。そのため、車をより健全な状態に保ち、燃料費や修理費を節約するためには、定期的なエンジンメンテナンスが不可欠です。では、カーボンを除去するにはどうすればよいでしょうか？最も簡単な方法は、ガソリン添加剤を使用することです。
ほとんどの車のオーナーは、ガソリンスタンドのポンプにガソリン添加剤が置いてあるのを目にするでしょう。添加剤は洗浄する部位（例：インジェクター、燃焼室、吸気バルブ）ごとに分類されています。「これらの製品は効果があるの？」と疑問に思うかもしれません。答えは「はい」です。高速道路での長距離走行前に添加剤を1本追加し、走行中はエンジンを空転させることをお勧めします。「Happy Run」ガソリン添加剤のテスト動画によると、カーボン除去効果は非常に顕著で、燃費向上にも役立ちます。カーボンの蓄積がひどい場合は、より包括的な洗浄効果を得るために、複数の燃料タンクに添加剤を追加することをお勧めします。
本誌は先日、製品の開封とテスト動画の撮影中に、適切なガソリン添加剤を使用すれば、エンジンをより環境に優しいものにすることができることを発見しました。長距離走行時には、ガソリン添加剤がエンジン内でより長時間作用し、カーボン除去効果をより明確にするために、使用することをお勧めします。 
この内視鏡写真を見ると、使用前はピストン表面にカーボン堆積物が確かに付着していたことがわかります。Happy Runガソリン添加剤を使用した後、ピストンの吸気側からカーボン堆積物が徐々に溶解し始め、光沢のある金属色が現れました。これは、ガソリン添加剤が効き始めたことを示しています。すぐに効果が欲しいなら、もっと徹底した方法があるのでしょうか？答えは、もちろん「はい」です。それは、燃焼室に直接洗浄剤を注入して洗浄する方法です。このカーボン除去方法は、エンジン作動中に吸気マニホールド内の負圧を利用して洗浄剤をマニホールド内に引き込み、内部のカーボン堆積物を除去するという原理です。この方法を採用しているため、吸気バルブや燃焼室だけでなく、吸気マニホールド内の通路も洗浄できます。さらに、洗浄剤の濃度が高いため効果が高く、取り付けも非常に簡単です。ホースを正しい位置に接続するだけで、他の部品を取り外す必要はありません。全体のプロセスはわずか5分で完了します。そのため、忙しい現代人にとって、これは非常に便利なカーボン除去方法であり、2万キロごとのオイル交換時に追加のメンテナンス項目として組み込むこともできます。
ピストン表面からカーボン堆積物を除去する最も速くて効果的な方法は、燃焼室に化学薬品を注入し、ピストン全体を化学薬品に浸してカーボン堆積物をゆっくりと溶解させることです。燃焼室内の頑固なカーボン堆積物については、スパークプラグのネジ穴から燃焼室内に洗浄泡剤を注入し、ピストン上部、吸気バルブ、燃焼室のカーボン堆積物を除去します。この作業はエンジンを停止した状態で行います。まず、専用の泡発生器から燃焼室内に洗浄泡を注入し、徐々に膨張させて空間全体に充填します。5分ほど待ってから、真空吸引装置でカーボン堆積物を溶解し黒くなった泡を吸引します。この工程を数回繰り返すことで、燃焼室内のカーボン堆積物の量を大幅に減らすことができます。この工程全体は約30分かかります。
20分ほど待ち、燃焼室とピストン上部のカーボン堆積物が薬剤によって十分に軟化した後、真空吸引方式で薬剤とカーボン堆積物を一緒に吸い出します。黒い液体がパイプ内を流れ続ける様子に、不思議な満足感を覚えます。 
燃焼室内の推進剤を完全に吸い出し、エアガンで内部を乾燥させることで「油圧圧縮」のリスクを回避します。注意を怠ると、コネクティングロッドが曲がったり損傷したりする恐れがあります。この工程全体は慎重に行う必要があり、急ぐことはできません。このステップでは、以下の点に注意する必要があります。第一に、内部のゴム製オイルシールの腐食を防ぐため、洗浄剤は水性である必要があります。第二に、ピストンの急激な冷却による損傷のリスクを軽減するため、燃焼室に洗浄剤を注入する前にエンジン内部の温度を70℃以下に下げる必要があります。第三に、燃焼室内の洗浄剤を完全に除去し、エアガンで内部を乾燥させることで、「油圧圧縮」のリスクを回避する必要があります。油圧圧縮は、慎重に扱わないとコネクティングロッドが曲がったり損傷したりする可能性があるためです。このプロセス全体は慎重に行う必要があり、急いではいけません。
内視鏡検査の結果、洗浄前はピストン上部に大量のカーボン堆積物が堆積していたことが確認されました。洗浄後はカーボン堆積物の多くが除去されています。ピストン表面に多少の斑点状の色がついていますが、これは正常です。 
エンジンの燃焼状態は、排気ガス分析計の検出によってさらに確認できます。不完全燃焼の場合、HCとCOの値は高くなります。しかし、ガソリン添加剤を使用することで、これらの値はほぼゼロに低下し、エンジンがよりクリーンになったことを意味します。 
カーボン除去は洗浄剤を注入することで行います。洗浄剤はオイルパンに流入し、エンジンオイルの潤滑性を低下させるため、エンジンオイル交換前にカーボン除去を行い、その後エンジンオイルを交換することで、エンジンオイルが十分な潤滑性と保護性能を発揮できるようにすることをお勧めします。関連製品情報:
https://www.autobox.com.tw/products/keropur
【100の質問】古い車のエンジンにカーボンが溜まったらどうすればいい？カーボン除去のコツを公開（パート1）
