エンジン不調の原因「フラッター現象」とは？
車を知りたい
先生、『フラッター現象』ってなんですか？エンジンの圧縮リングと関係があるみたいなんですが…
自動車研究家
良い質問ですね！フラッター現象は、エンジンのピストンに付いている圧縮リングが、高速回転時に溝の中で振動して、本来密着すべきシリンダー壁にうまく接触できなくなる現象です。
車を知りたい
高速回転時に振動する… なんで振動しちゃうんですか？
自動車研究家
ピストンが上下する時に、リングにも慣性力が働きます。回転数が上がるとこの力が強くなり、リングが溝に押し付けられる力が弱くなるため、振動しやすくなってしまうんです。分かりやすく言うと、ジャンプする時に体が浮くのと似ていますね。
フラッター現象とは。
「フラッター現象」とは、自動車のエンジン内部で発生する現象で、ピストンに取り付けられた圧縮リングが、本来密着するべきリング溝から浮いてしまうことを指します。この現象が起こると、圧縮行程中に燃焼室内のガスが漏れ出てしまい、エンジンオイルがガソリンで薄まってしまう、ブローバイガスが異常に増加するなどの問題を引き起こします。フラッター現象は、エンジン回転数が高く、負荷が小さい状況下で発生しやすくなる傾向があります。また、圧縮リングの重さや張力も、発生に影響を与える要因となります。対策としては、圧縮リングを2本にすることで、リングの振動を抑制し、フラッター現象の発生を防ぐ方法が一般的です。
フラッター現象とは？
「フラッター現象」とは、エンジンなど振動する構造物に、外部からの力や振動が加わることで発生する、共振現象の一種です。
飛行機の翼やエンジンのブレードなど、薄くて軽い構造物が高速で動く際に発生しやすく、放置すると構造物自体が破損するなど、重大な事故につながる可能性があります。
エンジンにおいては、回転するブレードに排気ガスの圧力変動などの影響でフラッター現象が発生することがあります。
異常振動や異音、出力低下などの症状が現れ、最悪の場合はエンジンが停止してしまうこともあります。
フラッター現象が発生するメカニズム
エンジン内部で発生する異常振動現象である「フラッター現象」。これは、回転する部品と気流、あるいは部品間の共振によって発生し、最悪の場合はエンジン破損に繋がる恐ろしいものです。
フラッター現象は、まるでギターの弦を弾いた時のように、ある特定の周波数で振動が激しく増幅することで起こります。エンジン内部では、回転するブレードやディスクなどが、気流やその他の部品との相互作用によって常に振動しています。通常はこの振動は小さく抑えられていますが、回転速度や気流の状態、部品の経年劣化などによって、特定の周波数で共振が起こり、振幅が急激に増大することがあります。これがフラッター現象です。
フラッター現象が引き起こす問題
フラッター現象は、エンジン部品の振動が激しくなり、最悪の場合、部品の破損やエンジン全体の故障に繋がることがあります。
例えば、エンジン内部のバルブがフラッター現象によって破損すると、圧縮不良を起こし、エンジンが正常に動作しなくなります。
また、フラッター現象は大きな騒音や振動を発生させるため、運転中の快適性を損なうだけでなく、周囲に迷惑をかける可能性もあります。
フラッター現象への対策
フラッター現象は、早急な対策が必要となる深刻な問題を引き起こす可能性があります。対策としては、部品の強度向上や軽量化、エンジン制御システムの見直しなどが挙げられます。具体的には、振動を抑制するダンパーの設置や、共振周波数を変更するための設計変更などが行われます。また、エンジンの回転数を制御し、共振が発生しにくい状態を維持することも有効です。日頃からエンジンの異常に気を配り、フラッター現象の兆候があれば、速やかに専門家の診断を受けるようにしましょう。
まとめ
「フラッター現象」は、エンジン内部の部品が共振を起こし、本来の動きを阻害してしまう現象です。放置すると、部品の破損やエンジン出力の低下に繋がりかねません。回転数が不安定になったり、異音が発生したりする場合は、フラッター現象の可能性を疑い、速やかに専門家の診断を受けるようにしましょう。