
エンジン内部で発生しやすい有害物質の中で、最も一般的に挙げられるのは「カーボンデポジット」と「オイルスラッジ」です。これら2つがエンジン寿命に与える影響は、大小様々です。軽いノッキングやエンジンの不調といった軽微な症状を引き起こすものもあれば、気筒休止やエンジンの完全故障といった深刻な問題を引き起こすものもあります。そのため、これら2つの有害物質を決して軽視すべきではありません。皆様に詳しくご理解いただくために、まずは「カーボンデポジット」についてご紹介します。
カーボンデポジットとは一体何でしょうか?どのように形成されるのでしょうか?そして、車体のどの部分に最もカーボンデポジットが形成されやすいのでしょうか?その名の通り、カーボンデポジットは炭素質物質の一種で、鍋底の黒い炭に似ていますが、より硬く、より厚い性質を持っています。カーボンデポジットは、ガソリンに含まれる炭化水素、パラフィンワックス、ガムなどの不完全燃焼によって発生することが多く、残留物が残ります。なぜ不完全燃焼が起こるのでしょうか?これは、燃焼室と吸気バルブ、燃料インジェクターの2つの部分に分けて説明する必要があります。まずは、燃焼室にカーボンデポジットが形成される原因について説明しましょう。

運転環境、ガソリンの品質、車両の状態不良などの要因により、本来はピカピカしている燃焼室や吸排気バルブの表面に黒いカーボン堆積層の蓄積が発生し、エンジンノッキングの可能性が高まります。エンジンが冷えているとき、燃焼室の周囲には多くの冷却通路があり、それがシリンダー壁周辺の温度に影響を与え、低温状態になります。その結果、点火プラグが点火しても、この部分の混合気は完全に燃焼せず、不完全燃焼を引き起こします。その結果、ガソリン中のガム質が未燃焼の炭化水素と混ざり合い、微細な炭素粒子が生成されます。これらの炭素粒子はシリンダー壁や点火プラグに蓄積され、燃焼室内にカーボンデポジットを形成します。そのため、市街地を走行する車は、エンジンが冷えている状態で長時間運転されるため、カーボンデポジットが発生しやすくなります。

一つは粘着性のあるゲル状の物質で覆われた吸気バルブ、もう一つは洗浄・洗浄後の吸気バルブです。過剰なカーボン堆積物はガソリンを吸収する性質があり、過剰なカーボン堆積により吸気バルブからのエア漏れが発生し、エンジン始動が困難になり、出力が弱くなり、バルブが焼き付きやすくなります。シリンダー内で燃料が不完全燃焼するもう一つの原因は、空燃比の不均衡です。例えば、酸素センサーの精度が低いと、コンピューターによる正確な燃料噴射量の計算が妨げられます。さらに、車両は頻繁に停止と発進を繰り返すため、適切な燃料供給を維持することが困難になります。完全燃焼を達成することは事実上不可能です。このような状況下では、カーボン堆積物が形成されます。つまり、どのエンジンでも「燃焼室」と「ピストントップ」にカーボン堆積物が存在し、その量はエンジンによって異なります。
また、直噴システムを除くほとんどの自動車エンジンは、吸気バルブの外側に燃料インジェクターを備えており、シリンダー内に燃料を噴射します。そのため、インジェクターから供給された燃料蒸気の一部は吸気バルブに付着します。しかし、吸気バルブは約200℃にも達するため、付着した燃料蒸気は化学変化を起こし、塗料のような性質を持つ「粘性のあるゲル状物質」を形成することがあります。このゲル状物質はガソリンを吸収し、次第に厚く堆積し、最終的には吸気バルブの裏側全体が覆われるほどになります。これもカーボン堆積の一種です。
これは従来の燃料インジェクターの噴射位置です。ガソリン噴射の洗浄効果により、従来のエンジンでは吸気口におけるスラッジの蓄積の問題が少なくなります。
デュアルインジェクションシステムを採用していない直噴エンジンでは、インテークマニホールドとインテークバルブをガソリン噴射で洗浄する工程がありません。そのため、これらの部分には特にカーボンが蓄積されやすい傾向があります。直噴エンジンでは、カーボン堆積物の洗浄に特に注意を払い、理想的には10,000kmごとに清掃することをお勧めします。実際、燃料供給を担う燃料インジェクターは、エンジンのバックファイアや高温ベーキングにより、粘着性のあるガムや硫化物が大量に蓄積し、正常な動作に影響を及ぼす可能性があります。酸素センサーや触媒コンバーターなどの他の部品にもカーボン堆積物が蓄積される可能性があります。前者は読み取り性能に影響を及ぼし、後者は排気通路の閉塞、背圧の上昇、出力低下、エンジンの回転数上昇の困難などの問題を引き起こします。
現代の自動車は、環境規制を遵守するため、クランクシャフトからオイルとガスをスロットルボディに戻し、エンジンに再吸入して燃焼させるのが一般的です。これにより、ピストンリングの隙間からクランクシャフトに漏れ出し、大気汚染を引き起こすオイルとガスの量が減少します。しかし、このプロセスによって少量のエンジンオイルがスロットルボディに入り込み、スロットルボディ、アイドルエアコントロールバルブ、インテークマニホールド、燃料インジェクターを汚染します。蓄積して乾燥したオイル残留物は、通常、アイドリングの不安定化や燃料供給不良の主な原因となります。
炭素の蓄積を減らす方法:
1. 急加速を避け、コンピューターが濃すぎる燃料混合物を噴射して不完全燃焼やカーボンの蓄積を引き起こすのを防ぐために、スムーズに加速します。
2. 急な坂道に遭遇したときは、必ずシフトダウンしてエンジン負荷を軽減し、ノッキングやカーボンの蓄積の可能性を減らします。
3. 短距離を頻繁に運転し、エンジンが温まる前にエンジンを切ると、カーボンが蓄積しやすくなります。休日を利用して長距離を運転し、蓄積したカーボンを燃焼させることをお勧めします。
スロットルボディはカーボン堆積が発生しやすい箇所でもあります。カーボン堆積が過剰になると、アイドリングが不安定になったり、エアコンをONにしたときの加速が悪くなったりといった症状が発生します。電子スロットルボディを清掃する際は、取り外してモーターを上向きにして清掃することをお勧めします。その後、基板のショート故障や気密不良を防ぐため、表面に薄い膜剤をスプレーしてください。
内視鏡で撮影したこの写真では、ピストンの上部に大量の炭素が蓄積していることがわかります。エンジンのカーボン堆積とスラッジ除去の特別な機能:
質問 2: 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?
質問 3: カーボンの蓄積を除去するにはどうすればよいですか?
質問 4: 燃料インジェクターからスラッジを除去するにはどうすればいいですか?
質問5:エンジンスラッジの形成原因