燃料供給システムは、あらゆる内燃機関（ガソリンまたはディーゼル）を搭載した車両にとって不可欠なネットワークです。その役割は単純ながら極めて重要です：燃料を貯蔵し、濾過し、加圧して輸送し、燃焼室に正確に計量して供給することです。燃焼室では燃料は空気と混合され、点火されます。このシステムが最適に機能することは、エンジンの性能、効率、および長寿命化にとって不可欠です。
燃料システムは、予期しない故障を避けるために定期的なメンテナンスが必要です。清潔なフィルターは、不純物がシステムに損害を与えるのを防ぎ、エンジンの良好な作動を保証します。燃料圧力は、効率的な燃焼を確保するために適切に調整されなければなりません。燃料漏れは、車両の安全性と性能に深刻な影響を及ぼす可能性があります。技術の進歩により、燃料システムはより効率的で環境に優しいものへと進化しています。
燃料供給システムは、車両が正常に機能するために不可欠であり、燃料の効率的かつ最適な燃焼を可能にします。
さらに、燃料供給システムは燃料消費量の削減において中心的な役割を果たします。
以下に、このシステムの主要な構成要素とその機能を詳細に説明します：
燃料供給システムとその重要性
- 燃料タンク：
- 機能： 燃料（ガソリンまたはディーゼル）を安全に、かつ車両の航続距離に十分な量を貯蔵します。
- 詳細： 一般的に、衝撃や腐食に強い高密度プラスチックまたは金属で作られています。内部圧力を維持し、過剰な蒸気の発生を防ぐための換気システムを備えています。また、燃料レベル計（フロート式センサー）も内蔵しています。
- 燃料ポンプ：
- 機能： 燃料タンクから燃料を吸い上げ、加圧してエンジンへ送り出します。
- 詳細：
- 設置場所： より良い冷却とポンプの空転防止のため、多くの場合タンク内に浸漬されています（インテンク式ポンプ）。シャーシ上に直列に設置されることもあります（現在では稀）。
- 種類： 現代の車両では、主にロータ式または羽根車式の電動ポンプが使用されています。機械式ポンプ（エンジン駆動）は、特に噴射式エンジンでは現在ほとんど使われていません。
- 制御： その速度（つまり流量）は、エンジン制御ユニット（ECU）によって電子制御され、必要に応じて圧力を調整します。
- 燃料フィルター：
- 機能： 燃料中の不純物（ほこり、錆、ある程度の水分、堆積物）が下流の敏感な部品（インジェクター、ディーゼル用高圧ポンプ）に到達する前に捕捉します。
- 詳細： 消耗品であり、インジェクターを保護し、清浄な流れを確保するために不可欠です。一般的に、メーカーの推奨に従って定期的に交換されます。ディーゼル用フィルターはより複雑で、水分分離システムを含むことが多いです。
- 燃料圧力レギュレーター：
- 機能： エンジンの要求（回転数、負荷）や吸入マニホールド内の圧力に関わらず、燃料噴射ラック内の燃料圧力を一定かつ最適に保ちます。
- 詳細：
- 原理： 逃し弁として機能します。圧力が設定値を超えると、余分な燃料をリターンパイプ（「燃料戻り」）を介して燃料タンクに戻します。
- バリエーション： リターンレスシステムでは、ECUによって制御される燃料ポンプ自体の速度を変調することで圧力調整が行われ、機械式レギュレーターとリターンパイプの必要性を排除しています。
- 燃料噴射ラック（インジェクターレール）：
- 機能： 加圧された燃料を各インジェクターに均等に分配し、ポンプからの脈動を緩和するためのバッファー容积として機能します。
- 詳細： ポンプ/レギュレーターの出口に接続され、インジェクターが取り付けられる剛性のある配管（一般的に鋼鉄またはアルミニウム製）です。しばしば燃料圧力センサーを内蔵しています。
- インジェクター：
- 機能： エンジン制御ユニット（ECU）によって制御される正確な計量とタイミングに従って、燃料を微細な霧状（微粒化）にして吸入マニホールド（間接噴射）または直接燃焼室（直接噴射）に噴射します。
- 詳細：
- 制御： 電気制御です。ECUが電気信号を送り、インジェクターの弁を非常に正確な時間（噴射時間、ミリ秒単位）だけ開き、噴射される燃料の量を制御します。
- 精度： 高精度な部品です。その噴射孔は非常に細く、汚れ（これがフィルターの重要性です）に敏感です。
- 配管（燃料ライン）：
- 機能： システムの各構成要素間で燃料を輸送します。
- 詳細：
- 供給側（高圧）： ポンプと噴射ラックの間の高圧に耐えるパイプ（一般的に鋼鉄または強化合成材料製）。
- 戻り側（低圧）： 余分な燃料をタンクに戻すための低圧パイプ（しばしば炭化水素に耐性のあるゴムまたはプラスチック製）（リターンシステムがある場合）。
- 気密性： 回路全体の気密性は、安全性と正常な作動にとって最も重要です。
- 燃料キャップ：
- 機能： 燃料タンクへの給油を可能にし、同時に気密で安全な閉鎖を保証します。通常、蒸気抜きのシステムを内蔵しています。
- 詳細： しばしばロックシステムと気密ガスケットを備えています。燃料の種類に対応し、環境規制（蒸気回収）を満たす必要があります。
- キャニスター（蒸発燃料処理装置）：
- 機能： 燃料タンクから自然に発生する炭化水素蒸気を捕捉し、大気中に放出されるのを防ぎます。
- 詳細： 蒸気を吸収する活性炭を含んでいます。エンジン制御ユニットは、定期的にバルブ（キャニスターバルブ）を作動させ、これらの蒸気を吸入マニホールドに送り、エンジン内で燃焼させ、環境規制の遵守に貢献します。
- 燃料圧力センサー：
- 機能： 噴射ラック内の燃料圧力をリアルタイムで測定します。
- 詳細： 圧力に比例した電気信号をエンジン制御ユニット（ECU）に送信します。ECUはこの情報を以下のために使用します：
- 燃料ポンプ（流量/圧力）の制御。
- 最適な計量のためのインジェクターの噴射時間の補正。
- 異常の検出（圧力が低すぎる = 出力不足、圧力が高すぎる = 漏れのリスク）。
- エンジン制御ユニット（ECU）：
- 機能： 噴射システム全体（およびそれ以上）を監督・制御する「頭脳」です。
- 詳細： 多数のセンサー（燃料圧力、空気流量、スロットル位置、温度、エンジン回転数、ラムダセンサーなど）からの情報を受け取ります。これらのデータに基づいて、必要な最適な燃料量をリアルタイムで計算し、以下を制御します：
- インジェクターの開弁時間。
- 燃料ポンプの圧力（リターンレスシステムまたはディーゼルコモンレールシステムにおいて）。
- キャニスターのパージ。
構成要素の連携：
その作動は連鎖的です：燃料は燃料タンクから燃料ポンプによって吸い出されます。それは燃料フィルターを通過して浄化されます。圧力は燃料圧力レギュレーターによって調整されます（または、リターンレスシステムではポンプ自体の制御によって）。加圧された燃料は燃料噴射ラックによってインジェクターに分配されます。ECUは、そのセンサー（燃料圧力センサーを含む）からの情報に基づいて、適切な量の燃料を適切なタイミングで噴射するためにインジェクターの正確な開弁を制御します。タンクからの蒸気はキャニスターによって捕捉され、エンジンに向けてパージされます。全体は配管で接続され、燃料キャップで閉じられています。
結論：
燃料供給システムの各構成要素は、貯蔵から噴射に至る連鎖において、特定かつ不可欠な役割を果たしています。そのいずれか（ポンプの出力低下、フィルターの目詰まり、インジェクターの汚れ、レギュレーターの故障、配管の漏れ）の不具合は、始動不良、出力低下、不規則な燃焼、燃費悪化、過度の排煙、あるいは始動不能に至るまで、様々な問題を引き起こす可能性があります。定期的なメンテナンス（推奨に基づくフィルター交換、良質な燃料の使用）と、症状発生時の迅速な診断は、車両の信頼性、性能、および環境清浄性を保証するために不可欠です。
技術の進歩により、燃料供給システムはより良いエネルギー効率のために最適化されています。
要約すると、燃料供給システムは車両の性能と耐久性にとって極めて重要です。