エンジン温度と混合気濃度

質問

お世話になります。

キャブ車（ＦＩでも同じ？）において、
外気温が同じ場合、エンジンが冷えてる状態での混合気とエンジンが温まっている状態での混合気だと、前者が薄くて後者が濃い、ということで正しいでしょうか？

冷間始動時にチョークを引いて混合気を濃くする必要があり、温まってくるとチョークを戻すということからしてもそれで正しいと思うのですが、疑問に思ったことがあります。

エンジンが冷えていようが温まっていようが、エアクリから吸われる空気が同じ温度であれば、混合気の濃さも同じになるのでは？ということです。

なぜそうならないのか、考えても調べてもわからなかったので、説明していただけるとありがたいです。（もし大前提がそもそも間違っているとしたら、そちらの指摘＆説明をお願いします。）

それでは、よろしくお願いします。

回答No.5

Lupinus2 · ベストアンサー

キャブレターやインジェクションが燃料を気化させるというのは言葉の方便みたいなもんで、
実際にはキャブなんて液体のままジョボジョボ流れていたりします。
ぜんぜん気化していないのです。
プラグが混合気に点火するには、ガソリンが気化してい適正な濃度の混合気になっていることが条件です。

エンジンが常温ではガソリンがぜんぜん気化しないので、その分、ドバドバと流し込んで蒸発するガソリンを少しでも多くしようというのが、チョーク機構です。
はっきりいって非常に原始的な構造です。
本来エンジンが必要としている量よりもかなり多いガソリンを送り込んでいるので、とうぜん、排ガスも汚くなれば、不完全燃焼状態になります。
なので長時間チョークを引いたままでエンジンをかけていれば、エンストします。

エンジンに火が入って温まると、その熱でガソリンが蒸発します。
なので、適正な量のガソリンに戻す必要があります。

よく「チョーク」といいますが、
最近のバイクはキャブにふたをして「窒息＝チョーク」させるのではなく、
濃い混合気を送るスターター系流路であることがほとんどです。
単に窒息状態にするだけだと、適正でない混合気濃度によってアイドリングしないからです。
なのでアイドリングをあげるために、濃い混合気を送ると同時に混合気の量そのものをアイドリング時よりも多く送ってアイドリングを上げるスターター構造になっています。

お礼

さすがLupinus2さん、とてもわかりやすかったです。

ご回答どうもありがとうございました。

回答No.6

imodango-gt

エンジンが冷えているとピストンリングとシリンダーのクリアランスの関係で厳密には温まってる時と違いがあるかもしれませんが、基本的にはあなたのおっしゃるとおり「エンジンが冷えていようが温まっていようが、エアクリから吸われる空気が同じ温度であれば、混合気の濃さも同じ」です。

単に冷えているときの始動性を確保するためにチョークで一時的に濃くしてるだけです。温まった状態で燃調を合わせるので「外気温が同じ場合、エンジンが冷えてる状態での混合気とエンジンが温まっている状態での混合気だと、前者が薄く」はそのとおり、「後者が濃い」のではなく、適正な濃さということになります。

お礼

「濃さ」というのも、供給されるトータルのガソリン対酸素の割合のことをいうか、燃焼できる状態の混合気のガソリン対酸素の割合のことをいうかで違ってきてしまいますね。

前者の意味で言えば冷機時も暖機時も濃さは同じですが、後者の意味で言えば冷機時が薄く、暖気時が相対的に濃い＝適正濃度　となりますね。

ご回答ありがとうございました。

回答No.4

h90025

気化熱をご存知ですよね。
気化するには熱エネルギーが必要です。
熱エネルギーが無いと噴霧しても液状の微粒子でしかありません。
これがヒントかな。

お礼

ごヒントありがとうございます。

熱エネルギーが無いと霧化する量が少ないので、より多くガソリンを供給させる必要があるのですね。
で、エンジンが温まるとちゃんと霧化するのでガソリン供給量を標準に戻す、と。

回答No.3

yotani0425

こんにちは。
「純粋にシリンダー内に入ったときの混合気の状態」としてはそうでしょうね。（冷えているとき薄い・温まると濃い）
ただしこれには条件が必要で、「キャブ車ではチョークを使わず、またＦＩ車では水温補正（エンジン温補正）や吸気温補正を掛けない」、などでキャブなりインジェクションノズルなりから供給される燃料の量も外気温同様にエンジン温度如何に関わらず一定（同量）とした場合に言えることだと考えます。

基本的にはキャブ（気化器とは言ってますが霧化ですよね）やＦＩのノズルから霧状に噴霧された燃料が適正な（燃焼できる）混合比になるのにはエンジンの温度が重要な要素となっていることはご承知でしょうし、通常のエンジン適性温度時（完全暖気後）にはインテークマニホールドやヘッドのインテークポート、シリンダー壁の熱で気化が促進されることを前提ににキャブ（ＦＩ）セッティングが必要なこともご承知だと思います。

よって、エンジンが冷えているときにはエンジン熱による気化の促進が期待出来ないので、チョークで濃い目に補正、ＦＩでは水温（エンジン温）増量補正（ＦＩでは吸入空気温でも補正しますよね）が必要になっています。
と、いうことは、吸入空気温が同一でもエンジン温度によってシリンダー内に入った時点の混合気の濃さは同じにはならないということになるでしょう。

実際に冷えているときには、この補正（チョーク、水温増量補正）をしないと気化の促進が無いため結局はシリンダー内の混合気が薄くてエンジンが掛からない・掛かっても続かない。
また温まってからは適正な混合気が得られているのに、チョークを使うと混合気が濃くなりすぎて、吹けない・プラグがかぶってしまう・エンストに至るなどの現象はご質問者さんもお解りだと思います。

出来ることなら一度エンジン・気化器（ＦＩ）など、基本についての自動車工学の専門書などの購読をお奨めしたいところです。
ちょっと頭の中だけで纏まらないので（もう現役引退の年寄りなものでして・・）乱筆気味ですが、少しでもご参考になれば幸いです。

お礼

ご回答ありがとうございます。

なるほど、チョークの役割を勘違いしていました。
外気温が低いと酸素濃度が濃くなり相対的に燃料が薄くなるので、それを補うために濃くしているものとずっと思っていました。

エンジンが冷えていると薄くなるのは、混合気に使われるガソリンの量はエンジンが温まっているときと同じものの、霧化されなかった分のガソリンがそこから引かれてしまうからなのですね。
なので、混合気濃度を標準にするためにガソリンをもっと供給させる必要があると。

非常に参考になりました。

回答No.2

xxyyzz23g

＞外気温が同じ場合、エンジンが冷えてる状態での混合気とエンジンが温まっている状態での混合気だと、前者が薄くて後者が濃い、ということで正しいでしょうか？

確認ですが、「前者が薄くて後者が濃い」でなく
「前者が濃くて後者が薄い」の書き間違いですよね？

お礼

ご回答ありがとうございます。

自分の確認のためにも正しく書いておきますと、

エンジンが冷えてる状態での混合気は霧化されない分だけ正常よりも薄いのでチョークを引いてガソリンを通常よりも多く供給し混合器濃度を正常にしなければならない。（ガソリン量は多いが、混合気は「濃く」ではなく、「正常」）
エンジンが温まるとガソリンがちゃんと霧化されるようになるので、チョークを戻して混合気濃度を正常にする。（チョークを引いたままだと濃すぎる）

ですね。

回答No.1

himajin007

エンジン自体の熱の影響を受けますからね。

この場合、何故冷機時に濃くする必要があるかというと、
冷機時はたとえ吸気口から吸気した瞬間の空気の温度が同じであっても、
エンジン内部では吸気温度が暖機時と比べて低くなるため、霧化効率が低下します。

ガソリン燃料というのは発火性は高いですが引火性は低い燃料であるので、
霧化しきれなかった燃料は燃焼せずにエンジン内部にデポジットとして堆積したり、
或いは生ガス・ブローバイガスなどの形で排出されます。

従って、暖機時と同等の混合気を得たい場合でも、
燃料をより多く吹かないと所定の混合気が得られないワケです。

お礼

ご回答ありがとうございます。

なるほど、チョークの役割を勘違いしていました。
外気温が低いと酸素濃度が濃くなり相対的に燃料が薄くなるので、それを補うために濃くしているものとずっと思っていました。

エンジンが冷えていると薄くなるのは、混合気に使われるガソリンの量はエンジンが温まっているときと同じものの、霧化されなかった分のガソリンがそこから引かれてしまうからなのですね。

また一つ勉強になりました。