スロットルバルブとは
スロットルバルブとは、流体の通路に設置されているバルブのことです。
スロットルバルブが通路の断面積を変化させることにより流体の流量を調整します。主に、自動車、バイク、航空機、農機などのエンジンへの吸入空気量を調整しています。
自動車の場合は、スロットルバルブの開閉度の調整はアクセルペダルで行います。従来は機械式のスロットルと呼ばれる方式でワイヤーで制御されていましたが、近年は自動車が電子制御が進み、電子式スロットルと呼ばれる方式でバルブ開閉度を電気的に調整しています。
スロットルバルブの使用用途
スロットルバルブは、主に自動車、バイク、航空機、農機などに使われていますが、ここでは自動車について説明します。
自動車におけるスロットルバルブは、空気の吸入通路 (インテークパイプ) にあるスロットルボディに取り付けられており、エンジンへの吸入空気量を調整して、出力を制御しています。
スロットルバルブは1つのスロットルボディに1つ設置されている単口式と、複数個設置されている多口式があります。スロットルバルブの調整はアクセルペダルで行われます。従来はワイヤーでバルブの開閉を行っていましたが、近年は電子制御で行われ、アクセル開度によりエンジンECUで走行状態に応じたバルブ調整を行います。
スロットルバルブの原理
スロットルバルブの原理について、自動車を例に説明します。
スロットルバルブは、吸入空気通路 (インテークパイプ) にあるスロットルボディに取り付けられています。アクセルペダルを操作するとそれに応じてバルブ開閉度が調整され、エンジンへの吸入空気量を制御します。
スロットルバルブには、バタフライバルブとスライドバルブがあります。以下にそれぞれについて説明します。
1. バタフライバルブ
円形状のバルブで吸入空気通路に設置されており、アクセル開度により縦に回転をして、バルブの開閉度を調整します。
2. スライドバルブ
平板形状のバルブで吸入空気通路に設置されており、アクセル開度により平板が開閉して、バルブの開閉度を調整します。スロットルバルブの開閉は、アクセルペダルで行われます。スロットル調整方式には、機械式と電子式があります。
- 機械式
アクセルペダルとスロットルバルブがワイヤーで繋がれており、アクセルペダルを踏む量によりバルブの開閉を行います。 - 電子式
アクセルペダルの踏む量を電気信号とし、エンジンECUに伝達します。走行状態、燃費、排出ガスなどを考慮し、バルブの開閉度を調整します。
スロットルバルブのその他情報
1. スロットルバルブの故障
スロットルバルブは、エンジン内にクリーンな空気を届けるためのエアクリーナーでは防げないわずかな粉塵や排出ガスを再び吸入して再利用するシステム (EGR) と、燃焼しきれなくてシリンダとピストンの隙間から僅かに漏れたガス (ブローバイガス) の再燃焼システム (PCV) が合わさり、徐々にカーボンやスラッジが溜まっていきます。
これらの汚れが溜まると正常な動きが出来なくなり、燃費の悪化やアイドリング不安定、パワー不足の原因になり、最悪の場合はエンジンが始動しなくなってしまいます。
最近の車では主流の電子スロットルの場合、ある程度の汚れはコンピュータ側で学習するのでただちに影響することはありませんが、定期的な清掃が必要です。
ディーゼルエンジンには、スロットルバルブが構造上存在しません。ディーゼルエンジンにおいてのアクセルペダルは、バルブの開閉ではなく圧縮された空気に送り込む燃料の噴射量と関係しているため、バルブが必要ないからです。
2. スロットルバルブの固着
前述したカーボンが溜まると正常な動作ができなくなってしまう状態は、スロットルバルブが「固着」した状態です。固着するとエンジンの不調の原因となります。
固着したバルブの洗浄方法として挙げられるのは、バルブを露出させるまで分解し、専用のクリーナーをバルブに直接噴射してブラシで擦ったり、ウエスで汚れをふき取りながら汚れを落とします。
分解する方法としては、エアクリーナーからバルブに繋がっているダクトを取り外すことで、バルブが見える状態になりますので、その状態で清掃していきますが、本格的に洗浄する場合は、エンジン本体からバルブを取り外して作業します。
クリーナーは専用のスロットルバルブクリーナーの他、エンジンコンディショナーやキャブレタークリーナーで洗浄します。清掃したあとは、汚れた状態を学習したコンピューターをリセットすることで、本来の性能を取り戻すことができます。
参考文献
https://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1310/10/news007_2.html
https://clicccar.com/2019/09/30/914632/
https://www.satousyoukai.com/valve_cleaning
https://car-moby.jp/article/car-life/automobile-inspection-maintenance/throttle-body/
https://www.goo-net.com/pit/magazine/109279.html