懐かしのホットエアインテーク：その仕組みと歴史
車を知りたい
先生、「ホットエアインテークシステム」って、どういう仕組みなんですか？
自動車研究家
いい質問ですね！ 自動車のエンジンは、冷たい空気よりも暖かい空気を取り入れた方が、特に寒い時期には調子が良いんです。そこで、ホットエアインテークシステムは、空気の吸入口を2つに分けて、エンジンをかける時や寒い時には暖かい空気を、通常運転時は冷たい空気を吸入できるように切り替えています。
車を知りたい
へえー、そうなんですね！吸入口が2つあるんですか！暖かい空気と冷たい空気をどうやって切り替えるんですか？
自動車研究家
昔は手動で切り替えていたんだけど、今はバイメタルという温度によって自動で曲がる金属を使って、空気の温度に応じて自動的に切り替わるようになっているんだよ。
ホットエアインテークシステムとは。
「ホットエアインテークシステム」とは、自動車のエンジンが吸い込む空気の温度を調整するシステムのことです。エアクリーナーからエンジンまでの吸気ダクトを2つに分け、片方は排気管からの熱い空気、もう片方は外気を取り込む構造になっています。そして、フラップ式の弁でどちらの空気を取り込むかを切り替えることで、エンジンの吸気温度を調整します。かつてはキャブレター式のエンジンに搭載され、冬場は手動でフラップを操作して暖かい空気を取り込んでいました。その後、排気ガス規制の強化に伴い、バイメタルを用いた自動切り替え式が主流になりました。現在では、寒冷地仕様の車などに採用されています。
ホットエアインテークシステムとは？
ホットエアインテークシステムとは、エンジンルーム内の熱い空気を利用して、エンジンの燃焼効率を高める技術のことです。1970年代から1980年代にかけて、排ガス規制への対応と燃費向上を両立させる手段として、多くの自動車メーカー、特にアメリカのメーカーに採用されました。
キャブレーターエンジン時代の必須装備
自動車のエンジンルームで、かつてよく見られた蛇腹のダクト、ホットエアインテーク。現代の車ではあまり見かけなくなりましたが、キャブレターエンジンを搭載した車にとって、ホットエアインテークは重要な役割を担っていました。
その名の通り、ホットエアインテークはエンジンルーム内の暖かい空気を吸気するために設計されています。冷たい空気よりも暖かい空気の方が、燃料の霧化を促進し、燃焼効率を高める効果があるためです。特に、エンジンの始動時や低温時において、その効果は顕著でした。
キャブレターエンジンは、現代の車に搭載されている電子制御燃料噴射装置と比べて、気温変化の影響を受けやすいという特徴がありました。そこで、ホットエアインテークは、外気温に左右されずに安定したエンジン性能を発揮するための、シンプルながらも効果的な技術だったのです。
排気ガス規制とバイメタルの登場
高度経済成長期、パワフルなエンジンが求められる一方で、排気ガス規制が自動車業界に大きな影を落としました。この相反する要求に応えるべく、エンジニアたちは様々な技術開発に取り組みました。その中で注目された技術の一つが、バイメタルを用いたホットエアインテークシステムです。
バイメタルとは、熱膨張率の異なる金属を貼り合わせたもので、温度変化によって変形する性質を持ちます。この特性を利用し、エンジンが冷えている間はエアクリーナーから温かいエアを吸気し、暖まると自動的に冷たい外気を吸気するという仕組みが開発されました。これにより、始動性と燃費性能の向上、そして排気ガスの浄化を両立させることが可能となったのです。
現代におけるホットエアインテーク
かつて隆盛を誇ったホットエアインテークは、現代の自動車においては、環境規制の強化や燃費向上技術の進化に伴い、主流ではなくなりました。かつては、排ガス規制が緩やかで、燃料噴射装置の制御技術も未発達だった時代において、エンジンの出力向上と排出ガス浄化の両立を図るための有効な手段として用いられていました。しかし、現代の自動車では、電子制御燃料噴射装置や排ガス浄化装置の高度化により、ホットエアインテークを用いなくても、高い出力性能と環境性能を両立させることが可能になっています。
とはいえ、ホットエアインテークは、そのシンプルな構造と高い信頼性から、一部のスポーツカーやチューニングカーにおいて、現在でも根強い人気を誇っています。また、クラシックカーのレストアにおいても、オリジナルの性能を維持するために重要な要素となっています。さらに、近年では、環境負荷低減の観点から、エンジンの暖機時間を短縮するために、排気熱を有効活用する技術が再び注目されており、ホットエアインテークの原理を応用した新たな技術開発も期待されています。
未来への展望：ホットエアインテークは復活するか？
1970年代から80年代にかけて、自動車、特にスポーツカーや高性能車の間で流行した技術に「ホットエアインテーク」があります。その名の通り、エンジンの吸気温度を上げることで性能向上を図る仕組みですが、排ガス規制の強化や電子制御技術の進化に伴い、次第に姿を消していきました。しかし近年、環境性能と動力性能の両立が求められるようになり、その技術が見直されつつあります。
ホットエアインテークは、エンジンルーム内の熱気を利用して吸気温度を上昇させることで、空気密度を低下させます。空気密度の低下は、一見するとエンジンのパワーダウンに繋がると考えがちですが、燃料の燃焼効率を向上させる効果があります。
現代の自動車において、ホットエアインテークの原理は再び注目されています。ダウンサイジングターボエンジンなど、より高効率な燃焼が求められるエンジンが登場し、その技術を活用する余地があると考えられています。例えば、排気熱を利用して吸気を暖めるシステムなどと組み合わせることで、燃費向上と排出ガス低減に貢献できる可能性を秘めています。
過去の技術を見直し、現代の技術と融合させることで、自動車はさらなる進化を遂げることができるでしょう。ホットエアインテークは、現代の自動車技術において再び脚光を浴びる可能性を秘めた、懐かしの技術と言えるでしょう。