現在、燃料価格は日々上昇しています。効率的で経済的なディーゼル燃料の素晴らしい発明のおかげです。このエンジンが手頃な価格である理由は、点火プラグを必要としないからです(ガソリンエンジンの場合とは異なります)。さて、疑問に思われるかもしれません:「ディーゼルエンジンは点火プラグなしでどのように機能するのでしょうか?」実は、これには何も魔法のようなことはありません。
動作のわずかな違いにより、このエンジンはプラグを必要とせずに点火し、車をスムーズに走行させることができます。
ディーゼルエンジンには点火プラグがありますか?
ガソリンエンジンとは異なり、ディーゼルエンジンは吸入空気の混合気に点火するための点火プラグを必要としません。圧縮行程の終わりと膨張行程の始まりに、ディーゼル燃料はディーゼルエンジンの燃焼室に噴射されます。高圧縮空気の高温と高圧の影響下で、自己燃焼が発生します。簡単に言えば、ディーゼルエンジンは圧縮比が高いため、点火装置(点火プラグ)を必要としません。しかし、実際には、低圧縮比の際にはガソリンエンジンとディーゼルエンジンの両方で自己着火が常に発生しています。
さらに、一部のディーゼルエンジンには追加のグロープラグが装備されています。冬場には、圧縮空気が十分な温度と圧力を生み出さないため、ディーゼル噴射時の自己燃焼が起こらないことがあります。その理由は、エンジンの燃焼室が冷たすぎるからです。この時、グロープラグはエンジン始動前に燃焼室を加熱する効果があります。
したがって、ディーゼルエンジンには点火段階がありません。結論として、ディーゼルは高い引火点と低い自己着火温度を持たなければなりません。燃料の「引火点」の定義は、燃料が空気と混合して可燃性混合物を形成できる最低温度です。ディーゼル燃料の「高い引火点」は、ガソリンほど簡単に燃焼しないことを意味し、安全な条件です。引火点が低すぎると、燃料の燃焼が続き、爆発前に燃料が燃焼するため、エンジンも損傷します。
ご存知の通り、点火システムは車(ガソリンエンジン)の必須要素です。点火システムが機能しない場合、車は始動せず、それが点火システムが非常に重要である理由です。一方、ディーゼルエンジンでは、このシステムの存在は見られません。なぜディーゼルエンジンには点火システム(点火プラグ)がないのかを探ってみましょう。
ディーゼルエンジンが点火プラグなしで動作する主な理由
点火プラグはガソリンエンジンで使用され、逆にディーゼルエンジンでは使用されません。ガソリンとディーゼルは異なる特性を持ち、その一つが自己着火(圧力と温度による)です。ディーゼルは低い自己着火温度を持っています。自己着火温度とは、燃料が特定の温度で自動的に燃焼し始めることを意味します。低い自己着火温度のため、ディーゼルは容易に点火できます。この質問の背後にある理由をよりよく理解するために、以下の理由を読んで、なぜディーゼルエンジンが点火プラグを全く必要とせずに火花を生成するのかを今すぐ学びましょう!
1. 低揮発性
ディーゼルエンジンでは、空気と燃料の噴射は異なる段階で行われます。圧縮比は14:1から25:1まで変化します。ディーゼルエンジンの設計の背後にある考え方は、より高い圧縮比を持つことです。ディーゼルの揮発性が低い性質により、結果として低い自己着火温度を持つ傾向があります。
しかし、別の理由はその動力サイクルにあり、上記の高い圧縮比はガソリンでは達成不可能です。なぜなら、自己着火やエンジンのノッキングのリスクが高いからです。
しかし、そのような高い圧力比を含めるには、エンジンのコストが上がるため、商業的に維持するために、メーカーはグロープラグ(予熱プラグ)を通じて燃料と燃焼室の温度を上げる解決策を見出しました。これにより、始動温度が低い場合や寒冷地での使用時の快適さも提供されます。なぜなら、グロープラグはシリンダーと燃焼室に熱を供給するからです。ディーゼルは揮発性が低いため、点火プラグで点火されるガソリンと空気の混合気のようにはなりません。
2. 自己着火温度
ディーゼルの自己着火特性がガソリンよりも低いため、圧縮行程中に空気を圧縮することで生成される温度は、霧化されたディーゼル燃料を点火するのに十分です。温度は1000°F以上になることがあり、燃料を点火するのに十分です。これは、ディーゼルエンジンがガソリンエンジンよりも改良されていることを明確に示しています。なぜなら、これらのエンジンでは圧縮行程中に空気のみが圧縮されるため、はるかに高い温度比でも動作可能だからです。

一方、ガソリンエンジンは高い温度比で動作する能力がなく、高温で動作すると空気燃料混合気が点火する可能性があります。これはノッキングや爆震を引き起こし、そのためにはいくつかのメンテナンスのヒントも必要になるかもしれません。これが、低い自己着火能力がディーゼルエンジンをSIエンジン(ガソリン)の改良版にする理由です。
これが、ディーゼルエンジンが点火プラグなしで効率的かつ迅速に動作する方法です。
3. 点火プラグの不使用
大気中の空気はディーゼルエンジンのシリンダーに閉じ込められ、その後高圧で圧縮されます。このプロセスは最終的に温度を上昇させ、エンジンが圧縮行程の終わりに動作すると、点火が発生し燃料が燃焼します。これにより、エンジンを始動させるための点火プラグの必要性が自然に排除されます。

これが、ディーゼルエンジンが点火プラグを必要としない理由です。さらに、これらのエンジンは、騒音や点火プラグのメンテナンスなど、以前のエンジンの欠点を克服しています。したがって、ディーゼルエンジンは燃料、時間、お金を同時に節約するために点火プラグなしで動作します。