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ノッキング音の発生原因

アクセルを踏んだときエンジンから「ガリガリ」「ガラガラ」と音を発生させるノッキング音について。

■ノッキング音とは?

ノッキング音とはアクセルを急激に踏んだときなどにエンジンから「ガリガリ」「ガラガラ」と発生する異音のことで異常燃焼のデトネーションと過早点火のプレイグニッションに分けて考えることができます。

一時的過負荷によるノッキング音ならまだいいのですが、原因があり発生する異音である場合オーバーヒートからエンジン破損などの大きな故障を引き起こす可能性がありますので以下の原因を考察し、ノッキング音の低減、防止編でノッキング改善対策を行い愛車のエンジン状態を最適化してください。

■ノッキング・デトネーションとは


デトネーションは厳密に定義するとノッキングではないとの見方もされていますが僕はノッキング音を発生させる異常燃焼はノッキングとして定義して説明させていただきます。

通常燃焼における火炎伝播はスパークプラグで点火された中心(火炎核)から燃え広がり未燃焼ガスは中心部より外側(シリンダー壁側)に広がりながら燃焼されていきます。

ところがシリンダー壁や燃焼室末端部に触れた未燃焼ガスが通常の火炎伝播より異常に早い伝播速度で燃焼しその衝撃波がシリンダー壁やピストンを叩く音で発生します。

■ノッキング・プレイグニッション


プレイグニッションとは別名、過早点火といい名前のとおりスパークプラグで点火する前にエンジン内部のヒートスポット(熱源)により点火してしまい一気に圧力上昇が起きて衝撃波がピストンやシリンダー壁を叩着付けたときに発生する打音です。

ヒートスポット(熱源)にはカーボンが燃焼により赤熱状態になったものやスパークプラグそのものが過熱して熱源になったりと様々です。


■デトネーションとプレイグニッションの聞き分け


はっきり言ってできません。僕の知識や技術がないだけかもしれませんがノッキングの研究結果というのは実は明確になっておらず、おそらく調べても教科書どおりの同じような内容しかないはずです。

デトネーションは自動車以外の用語でも使われており、いずれも超高速火炎伝播のことですがエンジン内部で実際プレイグニッションの音なのかデトネーションの音なのかは判断はできないと思いますので予備知識として知っておく程度で問題ないと思います。

■ノッキングの原因


1,燃料のオクタン価が低い

一番解りやすいのはハイオク燃料はオクタンが高い燃料ということです。通常ハイオクのオクタン価は96~100、レギュラーは89以上とされておりガソリンスタンドによってはオクタン価表示をお客さんに見えるように明確に表示しているようです。

オクタン価はアンチノック性を示す指標で、ハイオク指定車にレギュラーガソリンを入れたり粗悪ガソリンを入れてしまうとノッキングの原因になります。

2,車両積載重量が多い

車両積載量や乗車人数が多く重量が重くなってしまうとエンジンにかかる負荷も大きくなるためノッキングが起こりやすくなります。

3,圧縮比が高い

エンジンをチューニングしないかぎり圧縮比が高くなりすぎるという原因でノッキングが起きるということはまずありません。

しかしながら高圧縮比のエンジンや過給装置付きのエンジン(ターボエンジン)はノッキングがおきやすいといえます。

4,空燃費異常

空燃費とは燃料と空気の割合のことです。複数のセンサーによってエンジン負荷を検知して空燃費補正をしてますが補正異常が起きて特に燃料が薄く(リーン状態)なってしまうと燃焼温度が上昇してノッキングが起こりやすくなります。

5,点火時期異常

点火時期自動調整タイプではなく機械式の調整タイプであれば点火時期がずれてしまう可能性があり点火時期が早くなりすぎるとノッキングの原因となりえます。

スポーツ志向のセッティングのエンジンは点火時期が早めで出力重視なのでノッキングが起こりやすいともいえます。(現在は可変バルブタイミング機構によってずいぶんと良くなっていますが)
他にも状況によってノッキング発生要因は考えられますが以上が主なノッキングの原因です。ノッキング音を低減させたい、治したい方はノッキング音の低減、防止編を参考にして下さい。

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