直噴エンジンのカーボン堆積問題を考える2(構造的欠陥?)

直噴エンジンは構造的に問題ありか?

以前、直噴エンジンのカーボン堆積問題を考えるという記事を書いているのですが、その中で、オイルキャッチタンクを設置し、ブローバイガスに含まれるオイルミストを捕獲することにより、インテークに回るオイル分を減らす対策を挙げました。

しかし、仮にブローバイによるオイルを防いだとしても吸気バルブへのカーボン堆積は防げないのではないかと思うようになりました。

目次



オイルキャッチタンクの効果

こちらはアルト(HA36S)のNAのスロットル裏側ですが、ご覧のようにスラッジでべとべとです。

スロットル洗浄後、16500キロ走行でこのような状態です。

アルトのエンジンは外部EGRと呼ばれる機構が付いていて、排気管から排ガスをインテーク側に戻すため、カーボンがオイルミストに付着し、このようになると考えられます。

EGR ブローバイ カーボン

そこでオイルキャッチタンクを装着しオイル分を減らしてやればカーボン付着が減るのではないかと考えました。

こちらはスイスポ(ZC33S)にオイルキャッチタンク装着後、7000キロほど走行し、オイルキャッチタンクで捕獲されたオイル分になります。

同じく、オイルキャッチタンク装着から7000キロほど走行した後のスイスポのスロットル裏側です。うっすらオイル分が付いていますが、以前はもっとべたべたでした。

アルトと違い、外部EGRではなく、内部EGRかと思われますので、排ガスに含まれるカーボンが無い分綺麗かもしれません。

直噴エンジン構造的欠陥によるカーボン堆積?

しかし、先日、再び、スイスポのインマニを外して、吸気バルブの様子を確認したところ、下記のような状態でした。

オイルキャッチタンクを装着したのは走行距離が17000キロの時でしたので、新車時からオイルキャッチタンクをつけていれば、もっと少なかったと思われます。

この時点では走行距離は24000キロでした。

直噴 カーボン デメリット 吸気バルブ

バルブステムに付着しているカーボンを見ていて、ブローバイだけが原因ではないのでは?と思うようになりました。

下記のように、バルブステムシールでオイルが掻き落とされますが、バルブステムとバルブガイドの潤滑にはオイルが必要です。

バルブステムシールは完全にオイルを掻き落とすのではなく、潤滑に必要なオイルは通すような絶妙な役割を果たしています。

潤滑したオイルは負圧により燃焼室に吸い込まれる形でバルブを伝うと思われますが、ポート噴射のエンジンでは、燃料で洗い流されるため、問題になりません。

しかし、直噴エンジンは燃料で洗い流されないため、バルブに伝ってきたオイルは熱で固着し、カーボンとして堆積していくのではないかと想定されます。

直噴エンジン バルブステムへのカーボン堆積の仕組み

アルト(HA36S)は外部EGRが付いていますが、ポート噴射のため、ガソリンで綺麗に洗い流され、吸気バルブは非常に綺麗です。



まとめ

メーカー側がこのことを把握して設計しているかは分かりませんが、直噴エンジンは吸気バルブへのカーボン堆積は避けられない構造なのではないかと思います。

排ガスや燃費向上のための技術ですが、長く走るとなると、この問題が避けられず、高い費用や、労力を費やして、カーボンを除去しなければならないのはユーザーにとっては好ましくない状態ですね。

たとえ多少燃費悪くても個人的にはポート噴射にしてほしいと思います。環境規制などでおそらく無理かと思いますが・・・

定期的なRECS施工や、エンジンコンディショナーを使っての直接除去がいまのところの対策になるのかなと思います。

また、バルブステムからエンジンルームに入ってくるオイル分を増やさないことも大切です。

メーカーが指定するエンジンオイルよりもやわらかいオイルを使ったりするとオイル量が増えて、カーボン堆積を早めることになるかもしれません。

オイル交換をサボって粘度が下がったエンジンオイルを使い続けることも、カーボン堆積を早めることになりそうです。

なんとか簡単にカーボンを除去できる方法を見つけたいなと思います。

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