クローズド式ベンチレーション: エンジンの隠れた立役者
車を知りたい
先生、「クローズド式ベンチレーション」って、エンジンオイルの寿命を延ばすって書いてあるんですけど、具体的に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！クローズド式ベンチレーションは、エンジンオイルを劣化させる原因となるブローバイガスをエンジン内部に留めずに、うまく循環させる仕組みなんです。
車を知りたい
循環させる？ということは、ブローバイガスを掃除するんですか？
自動車研究家
そうです！ブローバイガスは吸気マニホールドに送られて、燃料と一緒に燃焼されたり、エアクリーナーでキレイにされたりするんです。だからエンジンオイルが汚れにくく、寿命が延びるんですよ。
クローズド式ベンチレーションとは。
「クローズド式ベンチレーション」とは、自動車のエンジン内部の換気方式の一つです。エンジンの燃焼室から漏れ出すブローバイガスを大気中に放出せず、エンジン内部に戻して再利用することで、排気ガス中の有害物質の排出削減とエンジンオイルの劣化防止を両立させています。
具体的には、「ポジティブ・クランクケース・ベンチレーション(PCV)」というシステムを使い、エンジンの回転速度に応じてブローバイガスの流れを制御します。低速から中速運転時は、ブローバイガスを吸気マニホールドに送り込み、燃料と一緒に再燃焼させます。一方、高負荷運転時は、エアクリーナーを通して再びエンジン内部に戻し、クランクケース内の換気を促します。
クローズド式ベンチレーションは、環境保護とエンジン性能の維持に大きく貢献するため、現代のガソリンエンジンには標準的に採用されています。
ブローバイガスとは？
エンジンは、ガソリンと空気の混合気を爆発させて動力を生み出しています。この混合気は、ピストンとシリンダーの間のわずかな隙間をすり抜けてしまうことがあります。 この時、燃焼せずに漏れ出した混合気や、燃焼後のガスが混ざり合ったものをブローバイガスと呼びます。 ブローバイガスには、未燃焼の燃料や有害物質が含まれており、大気中に放出されると環境汚染の原因となります。
クローズド式ベンチレーションの仕組み
クローズド式ベンチレーションは、まるで人間の呼吸のように、エンジン内部の空気の流れを精密に制御するシステムです。 その仕組みは、密閉された空間（クランクケース）内の圧力差を利用するというものです。エンジン内部でピストンが上下運動すると、クランクケース内の圧力が変化します。この圧力変化を利用して、吸気バルブから新鮮な空気を取り込み、燃焼後の排気ガスを排気バルブから排出します。クローズド式という名の通り、外部との空気のやり取りは最小限に抑えられ、エンジン内部は常に最適な状態に保たれます。これにより、エンジンの出力向上、燃費向上、排気ガスのクリーン化など、様々なメリットが生まれます。
PCVシステムの役割
自動車のエンジンルーム内には、スムーズな走行を支える様々なシステムが存在します。その中でも、「PCVシステム」は、エンジン性能と環境保護の両面で重要な役割を担っています。PCVとはPositive Crankcase Ventilationの略称で、日本語では「ブローバイガス還元装置」と呼ばれます。
エンジンの燃焼サイクルにおいて、ピストンリングとシリンダーの間からは、未燃焼ガスやオイルミストを含むガスが発生します。これが「ブローバイガス」です。かつては、ブローバイガスは大気中に直接放出されていましたが、大気汚染の原因となることから、現在ではPCVシステムによってエンジン内部へと還元されるようになりました。
PCVシステムは、ブローバイガスを吸気系に戻し、再び燃焼させることで、排気ガス中の有害物質を低減します。同時に、エンジンオイルの劣化も抑制し、エンジンの寿命を延ばす効果もあります。 PCVシステムは、目立たないながらも、環境保護とエンジン性能の維持に大きく貢献していると言えるでしょう。
エンジンオイル寿命への影響
エンジンオイルの寿命は、様々な要因によって左右されますが、クローズド式ベンチレーションシステムもまた、無視できない影響を与えます。 従来のオープン式システムでは、クランクケース内で発生したブローバイガスが、大気中に直接放出されていました。このブローバイガスには、未燃焼燃料や水分、スラッジなどの不純物が含まれており、これらがエンジンオイルに混入することで、オイルの劣化を早めてしまう原因となっていました。 一方、クローズド式ベンチレーションシステムでは、ブローバイガスを吸気系に戻して再燃焼させるため、エンジンオイルへの不純物の混入を大幅に抑制することができます。 その結果、エンジンオイルの酸化やスラッジの発生が抑えられ、オイルの寿命が延びることにつながります。 つまり、クローズド式ベンチレーションシステムは、エンジンの性能維持だけでなく、環境保護とエンジンオイルの長寿命化にも貢献していると言えるでしょう。
環境への配慮
クローズド式ベンチレーションは、環境負荷低減にも大きく貢献しています。従来のオープン式では、エンジン内部の有害なガスが大気中に直接放出されていました。しかし、クローズド式はこれらのガスを回収し、再循環させることで大気汚染を抑制します。これは、年々厳しさを増す排出ガス規制への対応策としても有効です。さらに、燃料の燃焼効率を高める効果も期待できるため、二酸化炭素排出量の削減にもつながります。このように、クローズド式ベンチレーションは、高性能化だけでなく、地球環境の保全にも寄与する、まさに次世代のエンジン技術と言えるでしょう。