自動車の環境対策：エミッションコントロールシステム解説
車を知りたい
先生、「エミッションコントロールシステム」って、具体的にどんなことをするシステムなんですか？
自動車研究家
自動車からの排出ガスをキレイにするシステムだよ。排気ガス、燃料の蒸発、ブローバイガスって呼ばれるものを抑えるんだ。例えば、排気ガスはエンジンや排気管の中で浄化装置を通してクリーンにするんだ。
車を知りたい
燃料の蒸発は、どうやって抑えるんですか？
自動車研究家
燃料タンクから蒸発するガソリンを、活性炭が入ったキャニスターでキャッチするんだ。活性炭は、におい成分を吸着するフィルターに似ているよ。
エミッションコントロールシステムとは。
「エミッションコントロールシステム」とは、自動車から排出される有害物質を抑制するためのシステム全体を指します。具体的には、排気ガス、燃料の蒸発、ブローバイガスを抑えるための技術が含まれます。
排気ガス対策としては、エンジン自体を改良する「前処理」、排気ガスを浄化する「後処理」、排気ガスの一部をエンジンに戻して再燃焼させる「EGR」といった方法があります。
燃料蒸発は、活性炭を入れたキャニスターで蒸気を吸着し、定期的に空気を送り込んで活性炭を再生することで抑制します。
ブローバイガスは、ブローバイコントロールバルブを通してエンジンに吸入させて燃焼させることで、排出をゼロに抑えます。
これらの排出制御装置は、エンジンのコントロールユニットからの信号によって制御されています。また、システム全体の耐久性についても、走行距離に応じた浄化性能の維持が法規制で定められています。
エミッションコントロールシステムとは？
自動車のエミッションコントロールシステムとは、排気ガスに含まれる有害物質を浄化し、大気汚染を防止するための装置です。自動車のエンジンからは、一酸化炭素（CO）、窒素酸化物（NOx）、炭化水素（HC）、粒子状物質（PM）などの有害物質が排出されます。これらの物質は、地球温暖化や大気汚染の原因となるため、エミッションコントロールシステムによって浄化してから大気中に放出する必要があります。
排気ガス浄化の仕組み：前処理と後処理
自動車の排気ガスには、大気を汚染する有害物質が含まれています。環境への負荷を低減するため、現代の自動車には排出ガス浄化システムが搭載されています。このシステムは、大きく分けて「前処理」と「後処理」の二つの段階で排気ガスを浄化します。
まず「前処理」では、エンジン内部での燃焼効率を高めることで、有害物質の発生を抑制します。具体的には、燃料噴射の精密な制御や吸気の最適化などが行われます。
次に「後処理」では、排気ガスがエンジンから排出された後に、触媒などの装置を用いて有害物質を浄化します。代表的な後処理装置として、三元触媒が挙げられます。三元触媒は、排気ガス中の有害物質である一酸化炭素（CO）、炭化水素（HC）、窒素酸化物（NOx）をそれぞれ二酸化炭素（CO2）、水（H2O）、窒素（N2）へと変換します。
このように、前処理と後処理の二段構えで排気ガスを浄化することで、自動車から排出される有害物質を大幅に削減し、環境負荷の低減に貢献しています。
燃料蒸発ガス抑制システム
自動車の環境対策として、排出ガスを浄化するだけでなく、燃料から発生する蒸発ガスの抑制も重要な役割を担っています。ここでは、燃料蒸発ガス抑制システムについて解説していきます。燃料蒸発ガスとは、ガソリンなどの燃料が気化する際に発生するガスのことを指します。このガスには、炭化水素（HC）が含まれており、大気中で光化学反応を起こして光化学スモッグの原因となるため、適切に処理する必要があります。
燃料蒸発ガス抑制システムは、キャニスターと呼ばれる活性炭素を充填した容器を使用し、燃料タンクから発生する蒸発ガスを吸着・貯蔵します。そして、エンジンが始動し、運転状況が適切になると、キャニスターに貯蔵された蒸発ガスは吸気系に送り込まれ、エンジン内で燃焼処理されます。
近年では、キャニスターの高性能化に加え、燃料タンクの構造や材質の改良、燃料蒸発ガスをより積極的に燃焼させるシステムの導入など、燃料蒸発ガス抑制システムは進化を続けています。これらの技術革新により、自動車からの排出ガスは年々削減され、地球環境の保護に貢献しています。
ブローバイガス処理システム
– ブローバイガス処理システム
自動車のエンジンは、ガソリンを燃焼させることでパワーを生み出しています。しかし、この燃焼プロセスで発生するガスには、有害な成分も含まれています。その一つが、ピストンとシリンダーの間からクランクケース内に漏れ出す「ブローバイガス」です。
ブローバイガスには、未燃焼の燃料や炭化水素、一酸化炭素などが含まれており、大 atmosphere に放出されると大気汚染の原因となります。そこで、自動車にはブローバイガス処理システムが搭載されており、これらの有害物質を浄化する役割を担っています。
従来のシステムでは、ブローバイガスを吸気系に戻し、エンジン内で再燃焼させていました。しかし、より厳しい排出ガス規制に対応するため、「ポジティブクランクケースベンチレーション（PCV）システム」と呼ばれるより高度なシステムが開発されました。
PCVシステムでは、ブローバイガスを吸気管に強制的に還流させます。これにより、ブローバイガスの処理効率が向上し、排出ガス中の有害物質を大幅に削減することができます。
このように、ブローバイガス処理システムは、自動車の環境性能を向上させる上で重要な役割を果たしています。近年では、システムのさらなる進化により、よりクリーンな自動車社会の実現に貢献しています。
耐久性と法規制
エミッションコントロールシステムは、その性能を長期間にわたって維持することが求められます。なぜなら、経年劣化によってシステムの効率が低下すると、排出ガス規制値を超えてしまう可能性があるからです。このため、システムの構成部品には高い耐久性が求められます。
さらに、自動車メーカーは、各国・地域の厳しい排出ガス規制をクリアできるよう、耐久性の高いエミッションコントロールシステムを開発する必要があります。規制は年々強化される傾向にあり、メーカーにとっては技術開発とコストの両面で大きな課題となっています。