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【エンジンから異音】ノッキングの原因や対策を解説!燃費も悪くなる?

車のエンジンに起きるノッキングとは?

エンジンの燃焼

ノッキングとは、燃料が異常燃焼を引き起こして、エンジンの不自然な振動や異常音が出る状態の事を言います。ノッキングの原因を理解するために、エンジンの仕組みを簡単に解説します。

エンジンの仕組み

正常なエンジンでは、空気と燃料の混合気が圧縮されて爆破することでピストンが押し下げられ、クランクシャフトが回転することで動力を発生します。

ピストンを上下させる爆発によって動力を得ているので、スムーズにピストンを上下運動させるタイミングが重要になります。この適切なタイミングを点火タイミングと呼びます。

シリンダー内に送り込まれたガソリンと空気との混合気は、しっかりとピストンで圧縮した後にスパークプラグから火花を飛ばして点火爆発させる事で正しいエンジンのピストン内爆発を引き起こします。

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エンジン内のピストン運動が乱れた状態=ノッキング

しかしまれに高温になり圧縮のみで引火してしまう混合ガスが、シリンダー内に送り込まれると、スパークプラグで点火する前に爆発してしまい、ピストンのつながるクランクから下の回転を逆回転にしてしまう力となりエンジンに大きな負担を与えます。

この状態をノッキングと言い、ピストンの向きがわずかに傾いた事による同じ症状が連続的に発生してしまった時にまれに、わずか15秒でピストン頭部を溶かす程のダメージにつながる事もありこれを別の呼び方としてピンギングとも言います。

ピストンの動きがわかる動画

ノッキングが発生する原因は大きく2つ

ノッキングが発生する理由は複数ありますが、主な理由としては「ギアが合っていない」もしくは、「エンジンに不調を抱えている」の2パターンに分けられます。

1.ギアが合っていない

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マニュアルトランスミッションのギア
マニュアルトランスミッションのギア
©dreamnikon/stock.adobe.com

主にマニュアル車で発生します。というのも、ギアにはエンジンにマッチした範囲があり、エンジンの回転数と連携していて、結果的に速度にも関係がでてきます。

具体的なケースとしては、マニュアル車が4速ギアや5速ギアで走行しているとき、30~40km/hまでスピードが落ちるとエンジンが大きく振動する状態がそれにあたります。

1速ギアや2速ギアで発進を行うときに、エンストしそうになりながら発進する状態も同様です。

オートマ車ではこの現象はほとんど起こらない

ちなみにオートマ車ではシステム制御によって最適なギア制御を自動で行っているため、こういった現象はほとんど起こりません。

最近では、オートマ車でもパドルシフトで任意のギアにできるモデルがありますが、システムがそのギアに変更しても大丈夫か判断してからギア変更を行っています。そのため、マニュアル車と違い、ギア選択時にノッキングが発生することはほぼ無いといえるでしょう。

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2.エンジンに不調がある

こちらはマニュアル車、オートマ車関わらず発生する可能性があります。

エンジンの不調とは、正常なタイミングで爆発がされておらず、想定していない振動が発生している状態ということです。燃費性能や、加速性能を含めた走行性能に関与する部品にも異常があります。

プラグが劣化していて発火していない、カーボンくずが溜まって異常燃焼しているなど、さまざまな原因があるのです。エンジン自体においても、ノッキングを防止するノックセンサーを始めとする各センサー類、可変バルブタイミング機構、燃料系統などの不調が考えられます。

ハイオク仕様なのにレギュラーガソリンを入れた場合も発生する可能性があります。

エンジン警告灯のマーク
エンジン警告灯

仮にこういった症状が発生した際、エンジン警告灯が点灯する場合もあるので、合わせて確認してみましょう。

その他の原因:デトネーションとプレイグニッション

ノッキングが発生する理由として有名なものに、デトネーションとプレイグニッションがあります。2つを簡単に説明すると以下のようになります。

  • デトネーション:スパークプラグの点火後に別の火種により点火される現象
  • プレイグニッション:正しい点火タイミングよりも前に点火してしまう現象

デトネーションが起こりやすい状況

2004年式 ホンダ エリシオン エンジン
ホンダ・エリシオン エンジン内部

デトネーション(Datonation=爆発)は、ピストンが下に動いている時に余分に点火する爆発現象なので、圧縮比の高いハイオク仕様の高性能エンジンに起こりやすいです。

プレイグニッションが起こりやすい状況

内燃機関 エンジン
©Shutterstock.com/ Andrea Danti

プレイグニッション(Pre ignition=事前の点火)は、レギュラー仕様のマニュアル車で2速から4速に入れるとなりやすいです。

プレイグニションでは、圧縮熱に耐えられずスパークプラグによって点火するよりも早めに爆発してしまい、エンジンの上下運動がおかしくなります。プラグからも点火しますので火種が2つになり、爆発速度も2倍になります。

デトネーションとプレイグニッションに共通の症状

デトネーションもプレイグニッションも、スパークプラグ以外の火種の発生により、爆発の際に音波が発生してシリンダー内の壁やピストンに衝突して発生します。

この衝突により「キンキン」や「カタカタ」と金属をハンマーで叩いたような音がするので、実際にこの二つの症状に気づくためにはこういった異音を聞き取る必要があるのです。

ノッキングの対策であるアンチノックを行う為には?

ガソリンスタンド 燃費

デトネーションなどのノッキングを起こしにくくする事をアンチノックといいます。

ノッキング対策はオクタン価が重要

このアンチノックという対策において重要なのがガソリンの種類を分ける「オクタン価」です。

ガソリンは炭素と水素の化合物です。その大半はイソオクタン、その次に多いのはノルマルヘプタンという成分で構成されています。

イソオクタンは圧縮熱に強く、ノルマルヘプタンは圧縮熱に弱く自己発火しやすいという特徴があります。

このイソオクタンの割合の違いでハイオクとレギュラーに分かるのですが、オクタン価の高いガソリン、つまりハイオクの方がノッキングが起こりにくくなります。

どれぐらいのオクタン価が適切なの?

ガソリンスタンドの給油ホース

前述したようにノッキングの対策にはオクタン価が重要な鍵を握っています。

「オクタン価」は、エンジンの点火系統にて、安定して燃える指標です。

JIS規格においては

  • ハイオクガソリンの場合、「オクタン価」96以上
    ガソリンスタンドで販売されているものは98~100がほとんどで良質です。
  • レギュラーガソリンの場合、「オクタン価」89以上
    ハイオクほどではありませんがレギュラーガソリンにもイソオクタンは含まれています。

ハイオクの「ハイ」は、「オクタン価」が高い「high」通り、オクタン価が高いほど引火性が高く、圧縮熱に強く自己着火性が低い事になります。

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ノッキングの具体的な対策は?

レギュラーガソリン車には、ハイオクガソリンを入れて様子を見ましょう。また、ハイオクガソリン車には、エンジンコンディショナーを追加給油してみましょう。

ハイオクガソリンの成分には洗浄剤、摩擦調整剤が含まれています。またエンジンコンディショナーにも、主にシリンダーやピストンに蓄積されるカーボンを除去する事が第一と考えるからです。

ノッキングの状態は燃費が悪い

ノッキングが発生しているということは、エンジンにとって負荷が高く、効率が悪い状態であることを意味します。効率が悪いということは燃費が悪く、燃料を有効に使用できていないということでもあります。

ノッキングを放置すると、危険なだけでなく燃料も無駄に浪費してしまいます。

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ノッキングやデトネーションに早く気づくことが先決!

エンジンのピストン

ノッキングは、エンジンにとって悪い状態であり、特にオートマ車で発生した場合、エンジンのどこかに問題を抱えていると考えるべきです。マニュアル車であっても、正しくギア選択がされているのにも関わらずノッキングを起こすのであれば同じく問題があるでしょう。

なにか問題があると思ったら、お早めにディーラーや整備工場などに相談することをおすすめします。

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新型車予想や車選びのお役立ち記事、車や免許にまつわる豆知識、カーライフの困りごとを解決する方法など、自動車に関する様々な情報を発信。普段クルマは乗るだけ・使うだけのユーザーや、あまりクルマに興味が...
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