キャブレターとフューエルインジェクション

内燃機関では、燃料と空気の混合気の空燃比がエンジンの出力を直接制御し、エンジンの性能に重要な影響を与える。

キャブレターや電子燃料噴射装置は、燃料と空気を適切な割合で混合し、エンジンに供給する混合燃料を制御するための装置である。キャブレターが登場したのは19世紀後半、燃料噴射方式が使われ始めたのは1920年代頃であるが、エンジン設計において燃料噴射装置がキャブレターを完全に追い越したのは1980年代以降のことである。

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キャブレターは、あらゆる種類の内燃機関の燃料と空気の混合状態を制御するために使用される機械的な装置である。開発当初は独創的なデザインで、ほぼ1世紀にわたって燃料制御ユニットとして使用された。

キャブレターの作用機構は、空気吸入口の狭い部分でベンチュリー効果が発生し、空気速度の増加により空気流の圧力が低下することである。この部分では、供給タンクから小さな開口部を通して燃料を吸い上げ、メイン燃料タンクに接続し、フロートバルブ機構で流量を制御する。吸気（体積流量）は基本的にバタフライバルブで制御され、エンジンのスロットル機構として機能する。空気流量が多いときは、より多くの燃料を吸い込んで燃焼の力を発揮し、逆に流量が少ないときは、より多くの燃料を吸い込んで燃焼の力を発揮する。そこで、この機構を利用して、基本的には混合気の燃焼濃度を低くしたり高くしたりして、エンジンの出力を制御しているのである。さらに、アイドリングストップのエンジンを始動させる機構も備えています。

キャブレターは、リビルドやレトロフィットが容易なため、長く使用されています。また、パワー重視のエンジンであれば、タンクから汲み上げる燃料の量を制限しないキャブレターも選択肢のひとつとなる。

キャブレターは、その独創的な設計と長い使用実績にもかかわらず、効率や極限状態での性能の面で大きな欠点がある。高い排ガス量、低い燃費、システムの複雑さなどから、微調整には経験が必要です。航空エンジンでは、キャブレターの機械的な設計上、飛行中の高加速によりエンジンオイルが飢餓状態になることがある。

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燃料噴射装置は、キャブレターの欠点を補うために使用され、内燃機関の燃料供給装置の中で最も代表的なものとなっている。

燃料噴射機構は非常にシンプルな構造ですが、多くの部品が相互に依存しあっています。スロットルに連動したセンサー入力などで制御されるバルブで、エアフローによって加圧された燃料がエンジンのエアフローに入ることができる。

現在の燃料噴射は、エンジンコントロールユニット（ECU）、複数のセンサー、インジェクターユニットを含む閉ループ制御ループを用いた電子燃料噴射（EFI）が主流となっている。センサーからの入力に基づき、エンジンコントロールユニットがインジェクターを作動させる。

フューエルインジェクターはキャブレターと比較して多くの利点があります。エンジンの性能に合わせて燃費を最適化し、効率の向上と排出ガスの低減を図ることができます。また、幅広い燃料に対応し、ドライバーから見てもスムーズでスピーディーな運転が可能です。EFIの完全な電子化により、電子制御ユニットを診断装置やコンピューターに接続するだけで、問題の診断が可能になります。EFIは信頼性が高く、維持費も安い。

キャブレターとフューエルインジェクションはどう違うのですか？

-キャブレターは完全に機械式ですが、燃料噴射は機械式と電子式があります。しかし、電子制御式燃料噴射装置（EFI）が最も多く使われるようになった。

-キャブレターは非常に複雑で、メンテナンスや調整には特別な経験が必要ですが、燃料噴射機構はもっと単純です。

-キャブレターエンジンはEFIエンジンよりコストが安い。