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キャブレターとは?構造と仕組みをまとめ!セッティング・洗浄・オーバーホールも

エンジンの燃料供給装置であるキャブレターについて説明します。キャブレターに関する基礎知識から、そのセッティングとオーバーホールの方法。キャブレターのトラブルで最も多いオーバーフローという現象についても説明していきます。

キャブレターとは?

キャブレター

キャブレターとはエンジンの燃料供給装置の一つです。
現在は電子制御のインジェクションによる精密な燃料噴射が当たり前ですが、電子インジェクションが登場するまでは、エンジンが空気を吸い込む力を利用して燃料供給するキャブレター方式が一般的でした。

キャブレターを動作を支えるのは流体力学のベンチュリー効果を応用したものです。インテークホースを流れる空気は管を途中で絞ることにより、その流速を増加し、圧力が低下します。

その負圧で燃料を吸い上げ、空気と混ぜ合わせることによりエンジンの燃焼に必要な混合気を作り出します。ややこしいかもしれませんが、要するに霧吹きと同じ原理でキャブレターは動作しているのです。

もはや過去の遺産?

電子インジェクションの普及で、精密で高効率なエンジン燃焼と高い汎用性を実現することが可能になり、キャブレターはその使命を終えました。
現在ではクラシックカーや農業機械、一部のバイクで搭載している程度です。

キャブレターはその構造上、気温や湿度などによる環境変化によって適切な燃料を生成できず、大きく調子を崩してしまう場合が多いのです。
その反面、ユーザーにしっかりとした調整技術があれば、インジェクションのように完全に壊れるということはないでしょう。
それにとどまらず、調整によってはエンジンの性能を限界まで引き出すことも可能なのがキャブレターの魅力です。

とはいえ、純正のキャブレターでは調整範囲が限られているので、アフター品に交換して自分好みにエンジン特性に調整して楽しむ。
いわば嗜好品としての価値が高まっているといえます。
アフター品にはレーシングカーにも使われるイタリアメーカーの「ウェーバー」。フランスの「ソレックス」。日本製では安定して高出力が狙える「ケーヒンFCR」が人気です。

キャブレターの仕組み

バレルキャブレーター

キャブレターはアクセルスロットルを開ける際の負圧を利用し、ジェットと呼ばれる細いノズルで、下部に設置された燃料タンク(燃料チャンバー)から燃料を吸い上げます。
しかし、走行中はエンジンの回転数は常に変動しています。

また、走行中とアイドリング中では発生する負圧も変動するため、アイドリング用のスロージェット、走行中のニードルジェット、全開時のメインジェットと、その時々のスロットル開度でジェットを使い分ける構造をしています。

走行する上で最も重要なニードルジェットはテーパー形状をした針のような部品で、スロットル開度に応じて生じる、隙間と負圧の関係によって燃料供給量を調整する、極めてアナログかつ精密な部品です。
そして、それぞれのジェットの径を変えることで緻密な燃料供給の調整をすることを可能とします。

キャブレターセッティング

キャブレター 調整 セッティング

キャブレターをベストなセッティングに調整するには、エンジンの状態を正確に把握する高い観察力と洞察するための知識を必要とします。
キャブレターのセッティングとは、簡単にいってしまえば、エンジンの回転数に対して、燃料が濃いか薄いかを調整することなのですが、そう簡単にはいきません。燃調の基準となるのは、理論空燃比という空気:燃料の比率14.7:1。

それがガソリンが完全燃焼する割合で、排気マニホールドに空燃費計を取り付けることで数値を把握することができます。
しかし、理論空燃費では加速に必要なトルクを生み出すことができないので、燃料は濃いめに調整します。燃料が濃すぎると、プラグに燃料が付着して点火できなくなる「かぶり」が発生します。
定速走行をするための低回転・低負荷領域では燃費をよくするために、燃料を薄めに調整します。
燃料が薄すぎると、燃焼温度が上がりすぎてオーバーヒート。

または「キンキン」と音がするノッキングの果てに、ヘビーノックによるエンジンブローの危険性もあります。
下記の表を参考にエンジンの状態を観察してみてください。

燃調スパークプラグ
の状態
エンジンの
吹き上がり
燃焼温度
濃い黒くすすが付く重い低い
薄い白く焼ける軽い高い

調整箇所と調整手順

調整箇所影響箇所
燃料チャンバーの液面高さアクセルのつきに影響
メインジェット径主に全開時の燃料調整
ニードルジェット径アクセル開度1/4〜3/4の燃調に影響
ニードルジェット高さアクセル開度1/4〜3/4の燃調に影響
スロージェット径アイドリング・アクセル開度1/8に影響
アイドルスクリューアイドリング・アクセル開度1/8に影響

まずは、アイドリングがしっかりと安定するようにアイドルスクリューを調整します。
それから、実走行をしながらスムースに加速するようにニードルジェットの高さ(クリップ高さ)を調整します。

セッティング中に加速不良など異常が出た場合でも、燃調が濃い場合と薄い場合の両方があるので、非常に判断が難しいのです。
適切な判断ができるようになるには、膨大な経験値が必要です。大きく燃調が崩れた場合は適切なジェットに交換します。満足いくまで試行錯誤の繰り返しです。

また、それぞれの調整が微妙に影響しあうのも、セッティングが難しい理由です。

キャブレターのオーバーホール時期とその方法

長い期間使用して、「アクセルが重い」「アクセルの戻りが悪い」「どうしても燃調が取れない」という事態になったらオーバーホールを検討する時期でしょう。
オーバーホールとは機械などを分解洗浄、消耗部品を交換して新品の状態と性能に戻す作業です。
オーバーホールの方法は、キャブレターをすべて分解して、パーツクリーナー等を使って洗浄します。

長く使われたキャブレターは付着した燃料が固形化していたり、ジェットなどの真鍮部品は緑青などの錆が出ていたりするので、状態によっては強力な洗浄液に漬け込んだり、柔らかいブラシで汚れをこすり落とす必要があります。

オーバーホール時の注意点

分解時はジェットなどのセッティングデータを覚えておいた方が、組み立てたときに再調整がしやすいです。
オーバーホールキットを購入し、ガスケット、Oリング、スプリング(状態によってはジェット)など消耗品は新品の交換しましょう。
交換を忘れやすいのがエンジンとキャブレターを接続するインシュレーターと呼ばれる部品。
樹脂製のものは劣化が進んで、亀裂が入っている恐れもあるので、これも交換した方が良いでしょう。

オーバーホールの際は、引火しやすいガソリンを取り扱うので、作業には安全に十分注意しましょう。
自分でできない場合は、業者に依頼する方法もあります。状態によりますが、20,000円~30,000円+部品代というのが相場のようです。

キャブレタートラブル「オーバーフロー」

キャブレターのトラブルとして最も多く、重大な影響を残すのが燃料がチャンバーからあふれ出す「オーバーフロー」です。

燃料チャンバーの中には安定した燃料供給のため、常に一定量の燃料を蓄積するようになっています。
フロートを使って、一定量になったらバルブを塞いで供給が止まるようになっているのですが、このバルブの劣化やゴミのつまりによって、しっかりとバルブを閉じることができなくなることが、オーバーフローの原因の一つです。

ちょうど、水洗トイレの水タンクと同じ構造といえば想像しやすいのではないでしょうか。
燃料チャンバーにはオーバーフローパイプという、燃料があふれた際に逃がしてやる経路もあるのですが、この経路がつまることでも、オーバーフローは起こります。

オーバーフローの影響

あふれ出したガソリンはどこへ行くかといえば、ジェットを通ってエンジンへ流れ込みます。
ガソリンはエンジンオイルを薄めてしまうため、潤滑性能を失ったオイルにより、エンジンの焼き付きにまで発展する恐れがありますので注意が必要です。
エンジン内に流れ込んだガソリンの一部は気化し、燃調を濃いめにセッティングしたような吹き上がりになるので、「急に燃調が濃くなった」「燃調が濃すぎてエンストする」といった症状が出る場合はオーバーフローを疑ってみてください。

キャブレターは愛される過去の遺産

キャブレーター

キャブレターの構造、仕組み、セッティング、洗浄、オーバーホールなどについてご紹介してきましたがいかがでしたか?

電子インジェクションの登場は自動車の信頼性を大きく向上させ、メンテナンスフリーのまま、どこへでも行けるようになりました。
また、その正確な燃料噴射技術は排気ガスのクリーン化に貢献すると同時に、自動車全体の発展にも寄与しました。
その一方で、それまで活躍していたキャブレターは表舞台からは姿を消し、一部の熱烈な支持者によって支えられているのが現状です。

しかし、インジェクション車にはない独特の吸気音と暴力的な加速感が醸し出すフィーリングは、エンジンというものが「機械」であることを、あらためて思い起こさせてくれます。
近い将来、環境問題からキャブレターは完全になくなってしまうでしょう。

ですが、環境問題も、扱いやすさも差し置いた、「純粋なエンジン」の理想として、永遠にその存在を残してほしいと願います。

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