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冬は燃費が悪い??調べてわかった、インジェクションの仕組み

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photo credit: @_fhf via photopin cc

みなさん、こんにちは!

11月に入り寒さが厳しくなってきました。

上着を重ねたり、ネックウォーマーを使ったりと日に日に重装備なって来ているかぶおでございます。。

いろいろな方のブログやレビュー記事などを見ていると「冬場は燃費が落ちる」とか「気温が下がると燃費が悪くなる!」なんて物を良く見かけます。

当然ですか、「プログラム制御された燃調で何でそんな事が起きるの?」って疑問が湧いてきます。

と言う事で、自分なりに調べて見ました。

調べましたが、カブの制御方法というよりも、自動車も含めた一般的なインジェクション車全般の事なので全てがカブに当てはまらないかもしれません。

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インジェクションの制御

インジェクション。PGM-FIやEFI、EGIなど、メーカーによってその呼称は違いますが、どれも一般的には電子制御燃料噴射装着で一緒の物です。

それでは、寒さと燃費の関係の前にインジェクションの制御とはどんな物があり、どんな事をしているのでしょう?

燃調を決める上で欠かせない各種センサー

各種センサーの取り付けスペースやコストの関係で、全てが装備されているとは限りませんが、以下のような情報を元に燃料噴射量を算出しています。

  • 吸入空気量
  • エンジン回転数
  • アクセル開度
  • 車速
  • エンジン温度
  • 吸入空気温度
  • 排気ガス残存酸素量

この中で特に重要なのは吸入空気量とエンジン回転数です。

この二つがあれば最低限エンジン内でガソリンが燃焼するのに必要な噴射量が算出できます。

その他のセンサーは上記で算出した基本的な空燃比に、状況に合わせた補正を加える為にあります。

一通りのセンサーが解った所でそれぞれのセンサーに付いて一つずつ考えてみます。

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photo credit: Sergiu Bacioiu via photopin cc

吸入空気量センサー(エアフロメータ・エアフロセンサー)

このセンサーは吸入空気中のゴミや埃を取り除くエアークリーナーとスロットルボディーの間に付いているのが一般的です。中にはスロットルバルブからインマニの間のサージタンクに負圧計として付いている物もありますが、ここでは前者に付いて。

センサーの種類もいろいろあり、「フラップ式」や「ホットワイヤ式」などいろいろありますが、要はエンジンが吸い込んだ空気量を測定するセンサーです。センサーの種類にもよりますが基本的に吸入空気の容積を計測しています。

エンジン回転数(タコメーター)

その名の通りエンジンの回転数を計測するセンサー。特別なセンサーは無く点火コイルの1次電流のパルスなどから計測している場合が多い。

アクセル開度(スロットルポジションセンサー)

こちらも読んで字のごとくです。スロットルバルブにセンサーが付いていて運転者がどのくらいアクセルを開けているかが計測されます。

今は加速したいのか?それとも減速中か?はたまた現在のスピードを維持したいのか、そんな情報をコンピュータに知らせるセンサーです。

車速センサー

こちらも読んで字のごとくなので割愛。。

エンジン温度

ここら辺からどうも気温などに関係ありそうなセンサーが出てきますね。

オートチョークではないキャブレータのバイクなどの経験がある方なら、冬場やそれ以外でもエンジンが冷えているときはチョークを引いてエンジンを掛けた事があるのではないでしょうか?

そもそもチョーク機構とはスロットルバルブの前あるチョークバルブを閉じることで混合気を濃くする為の物です。エンジンが冷えている時のガソリンは気化しにくいので、燃料が濃くないとエンジンが掛かりにくいんですねぇ。

吸入空気温度

またまた気温に関係がありそうなセンサーの登場です。

吸入空気量センサーは前述の通り、基本的に吸入空気の容積を計測しますが、空気ってものは温度が上がれば膨張し、温度が下がれば収縮します。

同じ容積の空気でもその中に含まれる酸素量は変わってしまうんですねぇ。

つまり気温により燃料の噴射量を補正してあげないと行けないと言うことになります。

排気ガス残存酸素量(O2センサー)

一般的にO2センサーと呼ばれています。こちらは燃焼後の排気ガス中に残っている酸素(O2)量を計測します。残存酸素量が多いって事は、単純に考えればガソリンが少ないって事になりますよね?そんな訳で排気ガス中の酸素の量を計測しています。

冬場は燃費が悪いの真相

前項の内容で解る通り、エンジンが冷えている時と吸入空気が冷たい時はガソリンを余計に必要とするんですね。

エンジンの温度も夏場より上がりにくいし、気温は常に低い。

そんな訳で、冬場は燃費が悪くなるんだと考えられます。

また、空気が冷たいのでガソリンの気化が進まずに残存酸素量が増えて、その分燃調が濃くなる事も考えられますね。

実際にセンサーの計測値を確認した訳では無いので真相は??ですが、電子制御の燃料噴射システムの場合、このような事が起こると思います。

2015/04/04追記・夏から冬にかけての燃費の記事を投稿しました

スーパーカブの燃費はすごい!自分の実測値を公開

まとめ

今回の記事は、私自身が一般的な電子制御の燃料噴射システムを勉強した段階で、個人的な見解を書いただけです。

間違っているかもですがいろいろ調べると複雑な制御で燃費やエンジンの出力が制御されている事は解りました。

信じる信じないはあなた次第です><

おまけ情報

ちなみにホンダのインジェクション仕様のバイクはバッテリが完全に上がっても押しがけが出来るらしいです。

燃料ポンプの作動や、こんなに複雑な制御の為の電気が押しがけの際の発電量でまかなえるってすごいですね!

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