車の心臓部！進角機構の仕組みを解説
車を知りたい
先生、「進角機構」ってなんですか？自動車のエンジンに使われているって聞いたんですけど。
自動車研究家
良い質問だね！「進角機構」は、エンジンの点火プラグで火花を飛ばすタイミングを調整する装置のことだよ。 エンジンの回転数や負荷に合わせて、一番効率が良いタイミングで火花を飛ばすように調整しているんだ。
車を知りたい
へえー。でも、なんでタイミングを調整する必要があるんですか？
自動車研究家
例えば、エンジンの回転数が速くなると、ピストンが動く速度も速くなるよね？ピストンがちょうど良い位置に来た時に火花が飛ばないと、パワーが出なかったり、エンジンに負担がかかってしまうんだ。だから、状況に合わせて点火のタイミングを調整することが重要なんだよ。
進角機構とは。
「進角機構」とは、車のエンジンに使われている、点火プラグの火花を飛ばすタイミングを調整する装置のことです。エンジンの回転速度や負荷に合わせて、最適なタイミングで火花を飛ばすことで、エンジンの性能を最大限に引き出します。
昔の車では、遠心力を使った「遠心式ガバナー」と、エンジンの吸入負圧を利用した「バキュームアドバンサー」という機械的な装置で点火時期を調整していました。回転数が上がると遠心式ガバナーが点火時期を進ませ、エンジンの負荷が大きくなるとバキュームアドバンサーが進角量を減らしてノッキングを防いでいました。
最近の車は、コンピューターで燃料噴射を制御するようになり、点火時期も電子制御で行うようになっています。
進角機構とは？
車を走らせるために必要不可欠なエンジン。その中でも、エンジンの性能を最大限に引き出すために重要な役割を担っているのが「進角機構」です。
この機構、一体どんな働きをしているのか、詳しく見ていきましょう。
なぜ進角が必要なのか？
車を動かすための重要な装置であるエンジン。その中でも、スパークプラグの点火タイミングを調整する進角機構は、エンジンの性能を最大限に引き出すために欠かせない存在です。しかし、一体なぜ進角が必要なのでしょうか？この章では、進角の必要性について詳しく解説していきます。
機械式進角機構：遠心力 vs. エンジン負荷
エンジンの点火タイミングは、常に一定ではなく、回転数や負荷に応じて変化させる必要があります。この最適な点火タイミングを実現するのが「進角機構」です。機械式の進角機構は、遠心力とエンジン負荷の2つの力を巧みに利用して点火時期を調整します。
まず、「遠心力」を使った進角調整について説明しましょう。エンジン回転数が上昇すると、ディストリビューター内部の重りが遠心力で外側に広がろうとします。この動きがカムを回転させ、点火時期を進めます。回転数が上がれば上がるほど重りは外側に引っ張られるため、点火時期もそれに応じて早くなる仕組みです。
一方、「エンジン負荷」による進角調整は、バキューム進角装置によって行われます。エンジン負荷が低い、つまりアクセルをあまり踏んでいない状態では、マニホールド内の負圧が大きくなります。この負圧を利用してバキューム進角装置内のダイアフラムを動かし、点火時期を進めます。逆に、負荷が高くなると負圧は小さくなり、点火時期は遅らせる方向に調整されます。
このように、機械式進角機構は遠心力とエンジン負荷、2つの力学的な力を利用して、エンジンの回転数や負荷に最適な点火タイミングを実現しています。しかし、近年では、より精密な制御が可能な電子制御式進角機構が主流となっています。
電子制御進角機構：より精密な制御
従来の機械式進角機構に対し、電子制御進角機構は、エンジン回転数や負荷などの様々なセンサー情報を利用します。 これにより、エンジンの状態に合わせて、より精密な点火時期の調整が可能となりました。 例えば、エンジンが冷えている始動時や、加速時など、状況に応じて最適な点火時期に調整することで、燃費の向上や排気ガスの低減に貢献しています。
進角機構の未来
車の燃費向上や排出ガス削減が叫ばれる中、進角機構は将来に向けて更なる進化を遂げようとしています。電子制御技術の進化に伴い、より精密かつ柔軟な点火時期の制御が可能になるでしょう。
例えば、AIを活用して、リアルタイムの走行状況や環境変化に応じて最適な点火時期を自動で調整するシステムも研究されています。
これらの技術革新により、私たちはより環境に優しく、そして快適なドライビングエクスペリエンスを手に入れることができるようになるでしょう。