自動車エンジンの仕組み

ノッキング(ガソリンエンジン)

ガソリンエンジンのノッキングにスポットを当てます。

まずは、ガソリンエンジンの正常な燃え方。

ガソリンエンジンではスパークプラグの電気火花により混合気に火が着きます。その部分から周辺へ火炎が伝わっていき、最終的には末端にある混合気まで一様な速度で燃えていきます。

一方、ノッキングのときの燃え方。

火炎が伝わっていく過程でその火炎の前方にある未燃混合気は、それまでに燃えた混合気の膨張により圧縮されて高温になります。

このとき、
未燃混合気が自己着火温度に達してしまうと火炎が伝わる前に燃えてしまいます。この燃え方は瞬間的に未燃混合気全体が燃えるため強い圧力波が発生しそれが衝撃音となり、甲高い音が発生します。

これがノッキングです。

では、ノッキングが起こるとどうなるのか?

衝撃によりピストン、シリンダーヘッドなどのエンジン部品に損傷を与えます。

ノッキングを防ぐ方法は?

先ほど述べましたが、ノッキングは火炎が伝わるよりも前に末端の未燃混合気が燃えてしまう現象です。

なのでノッキングを防ぐには、未燃混合気が自己着火する前に未燃混合気に火炎が到達すればいいことになります。

ということで、、、例えば、こんな対策があります。

・自己着火しにくい燃料を用いる
オクタン価が高いガソリンを使う。

・火炎が末端の混合気まで伝わる時間を短くする
シリンダ内に空気の乱れを作ったり、シリンダをコンパクトにする。

・混合気の自己着火の要因である温度や圧力を下げる
点火時期を遅くしたり、圧縮比を下げる。

次回はディーゼルエンジンのノッキングです。

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