キャブレターとインジェクション、その後は？
随分前に記事にしたことがある。
どっちが好きか？という以前に、そもそも燃料を霧状にして供給する場合、霧を構成する液滴のサイズがどうか？って事を記事にしたものだ。
その前に、ＥＦＩを始めとした制御のデジタル化だけど、近年は、車に続き単車の機器のデジタル化も目覚ましい。環境対応のためか、吸気系デバイスのデジタル化、制御の緻密化が著しい。
四輪に較べ、二輪は環境対応規制が遅れていたためか、2000年代初頭迄は、差程大きな進化は見られなかったけど、2000年代に入ってからは、この部分の進化は著しく、今では四輪のそれと同じ様な状況になっている。
一番最初に訪れた波は、ＥＦＩの採用だ。車の世界でＥＦＩといえば、排ガス規制が施行された昭和40年代後半迄遡る事が出来るが、車の世界で30年間熟成された技術が完成されたデバイスとして二輪の世界にやってきたのが2000年頃の話。
吸気デバイスがキャブからＥＦＩに変わった理由、大きな理由は排ガス規制対応だが、それに伴い、利便性、信頼性も大きく向上したとされている。
ＥＦＩも当初は、幾らかの欠点が指摘されたものの、普及が始まって10年を経た現在では、日常的な使用では不満を感じないレベルに到達しているのは言うまでもない。耐久性も向上し、一部のハイエンドなモデルに留まらず、今では、実用原付から大排気量スポーツバイク迄殆ど全てのカテゴリーに普及している。最近のモデルは、インジェクターを複数装備したりして回転域に応じて使い分ける工夫も進んでおり、全域で狙った空燃比の燃料供給が行えるようになっており、進化は留まるところを知らないようだ。
しかし、個人的には、未だにキャブレターの方が好み。理由は、なによりも自然だから。自然、ナチュラルが一番である。キャブでの燃調は、ジェット、ニードル類の調整で行うが、運転条件が変わっても機械的な変更は利かないために、インジェクション程理想の燃料供給が行えないと言われたりしているが、それでもキャブの方が道理に合っていると思う。
キャブは現象的な負荷応答デバイスであり、瞬間における空気流れに応じた気化が連続的に行われている。特に、キャブレター＝気化器であり、負圧に応じて気化噴出するのがキャブレター。気化器と言われる所以は、噴射燃料の液滴サイズである。これは10ミクロンアンダーであり非常に微細な燃料がポート内空気に混合されるのがキャブレターである。
一方で、インジェクションは加圧噴出器であり、液滴サイズはノズル系と噴射圧によって決まるが、緻密なモノで液滴サイズは80ミクロン、通常市販車では100ミクロン台だったりする。インジェクション車では、この問題を解決するために高圧噴射を採用したり、噴射ノズル前面にミキシングプレートを設けたり、或いは、補助用のマイクロインジェクターを設けたりしている。そして、現代の電子制御システムでは、センサーによる状況把握に則って算出した燃料をノズルから噴出しているのである。あくまでも、センサーからのフィードに応答して能動的に噴出しているのである。
まず、大きな違いは、液滴サイズの差、小さくないのだ。10ミクロンの液滴と100ミクロンの液滴、直径が10倍ということは、容積で1000倍である。インジェクションの１滴は、キャブの1000滴に相当するわけだ。この差は小さくない。当然、液滴が微細な程、燃焼は素早い。これがレスポンスの良さ、ドンツキの無さに大きく影響する。過途特性については、キャブレターの方が扱いやすい理由の一つだ。勿論、現行のインジェクションだって何の不平も問題も無いけど、原理的にエンジンが欲する量を自然の法則に従って吸引するという機構が実にスマート。モノとして自然の摂理を上手く利用する方が格好いい。ということで、個人的には、キャブレターの方が好み。
更に、、スポーツバイクでは絶対出力よりも過途特性の自然さも重要であり、スポーツバイクを買うなら過途域がとても重要。その微細な状況に応じて連続的に負荷応答して燃料を供給するキャブ車は、アナログのメリットを最大限に発揮できる。そのために、果てしなくスムーズといって良い。一方で、インジェクションというのは、その微妙な過途応答の領域、システムの応答周波数以下の領域では動作はステップを踏まないのである。粗い操作では気にならないかもしれないが、繊細な操作では、この本質的な部分の違いを感じる人も居ないとは言えない。
確かに、現代の社会の要請に対しては、キャブレター方式では対応出来ない世界があるのも事実だろう。特に、超希薄燃焼にシフトする上で必須の直噴エンジンでは、インジェクションは必須である。直噴でなくとも、環境性能対応、燃費向上、排ガス対応等でもインジェクションは必須な要素かもしれないが、二輪車という趣味の乗り物が有するデバイスとしては、個人的にはキャブの方が好きだ。
理由は、、、、何と言っても、故障等の事態に陥っても何とか個人で対応出来るというのが大きなポイント。
なお、講釈的な液滴サイズの話について、、、、現代の市販車のインジェクションから生まれる液滴サイズが幾らか？というのは、詳しくは知らない。
もしかしたら、キャブレター方式よりも微細なのかしれない。
このようなインジェクションの波に次いで、近年出てきた新しいトレンドは、フライバイワイヤによるシステムの駆動である。アクセルとスロットルバルブが物理的には接続されておらず、電気信号による駆動となっているのである。イメージとしては、ラジコンのプロポとサーボのようなイメージだろうか？これにより、操作と動作を一意的な相関に限定されることなく、様々なモードに合わせて非線形な相関を与える事が可能となる。昔ならハイスロといったようなパーツが存在したけど、それが有効に活用出来る領域のみ、そのような機能を与える事も可能な訳だ。さらに、オペレーターの未熟な操作を修正して効率的な操作をエンジンに与える事も可能となる。
現在は、このシステムは各社の一部のフラッグシップモデルのみへの展開だが、程なくして数多くのカテゴリーに適用されていくだろう。
その後はどうか？といえば、四輪で完成された技術が下りてくると考えると、次の革新は、恐らくだが、エンジンの直噴化が進むのではないだろうか？直噴エンジンが採用されることで、更に燃費性能が高まって行くと推測するところだ。
ただ、このようなデジタル化というのは、個人的には、あまり好きになれない。デジタル化というのは、基本はセンサーによる状況を判断して、その状況に応じた動作を間接能動的に行わせるモノ。そして、判断するセンシングポイントというのは、実はエンジンに直結していない部分である。
従来のアナログ式では、エンジン自体の状況に連動して応答するもの。アナログオペレーションでは、操作自体も直結駆動の場合が多い。この動作のアルゴリズムの違いというのは、もしかしたら既に感じる事が出来ないレベルまで熟成されているのかもしれないが、理屈の上での違いを先入観として持っていると、どうしても、そこまでデジタル化された制御に違和感を見付けようとしてしまうもの。本来なら無視しても良い挙動に対して拘りかねないのも人の性なのである。
そして、いずれは、最新の制御が為されたモノにしか付き合えなくなると思えば、今だからこそ、アナログ的なモノと付き合いたいとも思うのである。