グループ噴射とは？仕組みとメリットを解説
車を知りたい
先生、「グループ噴射」ってどういう意味ですか？ エンジンの燃料噴射の仕方のひとつだって聞いたんですけど…
自動車研究家
そうだね。「グループ噴射」は、昔の車のエンジンでよく使われていた燃料噴射方式のひとつだよ。複数のシリンダーをまとめて、同時に燃料を噴射するのが特徴なんだ。
車を知りたい
複数のシリンダーをまとめて…？ なんでまとめて噴射するんですか？
自動車研究家
昔は、コンピューターの性能が低かったから、それぞれのシリンダーに完璧なタイミングで燃料を噴射するのが難しかったんだ。そこで、いくつかのシリンダーをまとめて噴射することで、制御を簡単にしていたんだよ。今では、コンピューターの性能が上がったので、それぞれのシリンダーに独立して噴射する「独立噴射」が主流になっているよ。独立噴射の方が、燃費や排気ガス性能が良くなるんだ。
グループ噴射とは。
「グループ噴射」とは、複数のシリンダーを持つエンジンにおいて、複数のシリンダーの燃料噴射を同時に行う方式のことです。電子制御式の燃料噴射装置が初めて登場した頃は、4気筒エンジンであれば、1番と3番、2番と4番のシリンダーのように、2つのシリンダーをペアにして同時に燃料を噴射していました。しかし、技術の進歩により、現在では、それぞれのシリンダーが必要とするタイミングで、1つずつ個別に燃料を噴射する方式が主流となっています。この進化により、エンジンの出力、燃費、排ガス性能が向上しました。
グループ噴射とは？
グループ噴射とは、燃料噴射システムの一種で、従来のガソリンエンジンにおける「シングルポイント噴射」や「マルチポイント噴射」とは異なる方式です。
従来の方式では、吸気行程中に噴射ノズルから燃料を噴射していました。しかし、グループ噴射では、吸気行程ではなく、圧縮行程中に燃料を噴射します。
これにより、燃料の微粒化が促進され、燃焼効率が向上するなどのメリットがあります。
グループ噴射の仕組み
グループ噴射とは、複数の噴射口から燃料を断続的に噴射する方式のことです。 従来のディーゼルエンジンでは、1 サイクルあたり1 回の噴射が主流でしたが、グループ噴射では、1 サイクルあたり複数回に分けて燃料を噴射します。 例えば、メイン噴射の前に微量の燃料を噴射する「パイロット噴射」、メイン噴射の後に微量の燃料を噴射する「ポスト噴射」などがあります。これらの噴射を組み合わせることで、燃焼を制御し、排ガス中の有害物質の排出量を抑制します。
同時噴射と順次噴射の違い
グループ噴射には、大きく分けて「同時噴射」と「順次噴射」の二つの方式があります。 同時噴射は、複数の噴射口から同時に燃料を噴射する方式です。一方、順次噴射は、それぞれの噴射口から時間をずらしながら燃料を噴射する方式を指します。
グループ噴射から順次噴射への進化
従来のディーゼルエンジンでは、燃料噴射は「グループ噴射」と呼ばれる方式が主流でした。これは、燃焼サイクルの中で1回または数回に分けて、比較的多数の燃料をまとめて噴射する方式です。
しかし、近年ではより精密な燃料制御を可能にする「順次噴射」と呼ばれる方式が主流になりつつあります。 順次噴射とは、1サイクル中に複数回に分けて少量ずつ燃料を噴射する方式を指します。
この進化によって、ディーゼルエンジンはより静粛でクリーンな方向へと進化を遂げました。
順次噴射による出力・燃費・排ガス性能の向上
従来のガソリンエンジンでは、吸気行程中に燃料を一度だけ噴射する「一括噴射」が主流でした。しかし、近年ではより精密な燃料制御を実現するため、複数回に分けて噴射を行う「グループ噴射」が採用されています。
グループ噴射の中でも、吸気行程中に複数回噴射を行う「順次噴射」は、出力・燃費・排ガス性能の向上に大きく貢献します。 一度に大量の燃料を噴射する一括噴射と異なり、順次噴射は少量ずつ燃料を噴射することで燃焼を安定させ、燃焼効率を向上させることが可能です。これにより、エンジンの出力向上と燃費の改善を実現しています。
また、燃焼が安定することで、有害な排気ガスの発生も抑制されます。特に、窒素酸化物（NOx）や粒子状物質（PM）の排出量削減に効果があり、環境負荷の低減にも繋がります。