知って得する車の基礎知識: ガソリンインジェクションとは？
車を知りたい
先生、「ガソリンインジェクション」ってよく聞くんですけど、キャブレーターと何が違うんですか？
自動車研究家
良い質問だね！どちらもガソリンをエンジンに送るんだけど、仕組みが違うんだ。 キャブレーターは、ガソリンを空気で気化させてエンジンに送るのに対して、ガソリンインジェクションは、燃料を霧状に噴射してエンジンに送り込むんだ。 イメージとしては、霧吹きでシュッシュッて噴射する感じかな。
車を知りたい
へぇー！霧状に噴射するんですね。 なんで霧状にする必要があるんですか？
自動車研究家
それは、ガソリンを空気とよく混ぜて燃焼効率を上げるためなんだ。霧状にすることで表面積が広くなって、より効率的に燃焼するんだよ。だから、ガソリンインジェクションは、キャブレーターよりも燃費が良く、排ガスもクリーンになるんだ。
ガソリンインジェクションとは。
「ガソリンインジェクション」とは、自動車のガソリンエンジンにおいて、燃料を噴射して供給する方式のことです。従来のキャブレーター式エンジンに対して、燃料を霧状に噴射することで、より精密な燃料制御を実現しています。
ガソリンインジェクションには、吸気ポートに燃料を噴射するPFI（ポートフューエルインジェクション）やMPI（マルチポイントインジェクション）、そして燃焼室に直接燃料を噴射するGDI（ガソリンダイレクトインジェクション）など、いくつかの種類があります。
特に、GDIは、燃料の噴射タイミングを精密に制御することで、従来のキャブレーター式エンジンで発生していた、バルブオーバーラップ時の燃料の無駄な排出を防ぐことができます。
なお、キャブレーター式エンジンにおいても、燃料を加圧して噴射するプレッシャーキャブ方式も存在します。
さらに、将来的には、究極のリーンバーン（希薄燃焼）を実現するために、均一な混合気を実現する筒内噴射と、希薄燃焼エンジンの組み合わせが期待されています。
ガソリンエンジンの燃料供給方式
自動車の心臓部であるエンジン。中でもガソリンエンジンは、燃料と空気の混合気を爆発させることで動力を得ています。この混合気を作り出すために重要な役割を果たすのが「燃料供給方式」です。
従来のガソリンエンジンでは、「キャブレター」という機構が燃料供給を担っていました。しかし、近年では「ガソリンインジェクション」というシステムが主流となっています。これは、電子制御によって燃料噴射量を精密にコントロールする技術です。キャブレターと比べて、燃費の向上、排気ガスのクリーン化、エンジン出力の向上など、多くのメリットがあります。
ガソリンインジェクションは、燃料を噴射する場所によって「インテークマニホールドインジェクション」と「直噴インジェクション」の2種類に大別されます。それぞれの方式にメリット・デメリットがあり、車種やエンジンの特性によって使い分けられています。
ガソリンインジェクションの仕組み
ガソリンエンジンを動かすために必須なのが、空気とガソリンを混ぜた混合気を作り出すことです。その混合気を効率的に作り出すのが「ガソリンインジェクションシステム」です。
簡単に言えば、ガソリンインジェクションは、電子制御によってガソリンを噴射する仕組みです。従来のキャブレター方式に比べて、より精密な燃料噴射を行うことができます。
エンジンの状態（回転数、負荷など）に合わせて、コンピューターが最適な燃料噴射量を計算し、インジェクターと呼ばれる部品がガソリンを噴射します。噴射されたガソリンは空気と混合され、燃焼室へと送られます。
この精密な制御により、燃費向上、排ガス浄化、エンジン出力の向上など、様々なメリットが生まれます。
ガソリンインジェクションの種類
ガソリンインジェクションには、大きく分けて2つの種類があります。一つは「PFI（ポートフューエルインジェクション）」と呼ばれるもので、もう一つは「DI（ダイレクトインジェクション）」と呼ばれるものです。
PFIは、吸気バルブの手前に燃料を噴射する方式で、構造がシンプルでコストを抑えられるというメリットがあります。一方、DIは燃焼室に直接燃料を噴射する方式で、より精密な燃料制御が可能となり、燃費の向上や排出ガスの低減に効果を発揮します。
それぞれにメリット・デメリットがあるため、車の特性や用途に合わせて使い分けられています。
ガソリンインジェクションのメリット
ガソリンインジェクションは、従来のキャブレターに比べて多くのメリットがあります。まず、燃料噴射を電子制御することで、エンジンの状態に合わせて最適な量の燃料を供給できるため、燃費が向上し、排ガスもクリーンになります。また、始動性も向上し、寒い冬でもスムーズにエンジンをかけることができます。さらに、アクセル操作に対するエンジンの反応も良くなり、より快適なドライブを楽しむことができます。
未来のガソリンエンジン技術
ガソリンインジェクションシステムは、常に進化を続けています。近年の技術革新により、環境性能と燃費がさらに向上したシステムが登場しています。
例えば、筒内直接噴射は、従来の吸気ポート噴射とは異なり、シリンダー内に直接燃料を噴射します。これにより、燃料の燃焼効率が向上し、燃費向上と排ガス低減に貢献します。
また、可変バルブタイミング機構は、エンジンの回転数や負荷に応じてバルブの開閉タイミングを最適化することで、出力向上と燃費向上を両立させる技術です。
これらの技術は、ガソリンエンジンの可能性をさらに広げ、未来の車社会においても重要な役割を担うことが期待されています。