エンジンブレーキ

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エンジンブレーキというのは、自動車エンジン内部に組み込まれた制動装置の事。エンブレと略される事が多い。

概要[編集]

エンジンブレーキは、「ブレーキ」という名前から推測される通り、ホイール内で車軸を制動する機構である「フットブレーキ」と同一の作動原理で制動を行う。

クランクシャフトの一方の端にブレーキディスクが取り付けられており、それをパッドで挟み込む事により、強力な制動力が得られるもので、この方式自体はフットブレーキと同一であるが、パッドとディスクの接する面積が広いこと、冷却装置がエンジンと共有されていること(通常、冷却液とラジェーターによって冷却される)などの点で異なる。

注意点[編集]

フットブレーキが車輪そのものを制動するのに対し、トランスミッションよりも前で制動が行われるため、クラッチ機構によってエンジンと車輪を切り離してしまうと制動が行われなくなる。そのうえ、デファレンシャルよりもエンジン側での制動になるために、差動制限式差動装置(リミテッドスリップデファレンシャル、LSD)との組み合わせない限り減速時の安定性に欠き、一般的にフットブレーキよりも制動力が弱く設定されている。

逆に、ブレーキが強くかからないという特性から、特に荒っぽい操作の多い初心者に対して、雨天時や雪道などではエンジンブレーキの使用が推奨されている。

通常、フットブレーキは走行風だけで冷却するものが多く、多用すると加熱してフェード現象やベイパーロック現象を引き起こし、制動力を失うことがある。一方でエンジンブレーキは冷却水で強制的に冷却されており(水冷式エンジンの場合)、一定以上の温度に上がることはまず無い(もし上がるとしたら、エンジン自身がオーバーヒートした場合だけである)。このため、長い下り坂などでブレーキを多用する恐れがある場合はエンジンブレーキを多く使用することが推奨されている。

ただし、近年のフットブレーキは十分な性能を持っており、乗用車であれば、レースのように加速とフルブレーキを繰り返したのならともかく、通常の下り坂でフットブレーキに異常を来す恐れは少ない。重量のある大型車の場合は、エンジンブレーキよりもむしろ排気ブレーキが使用される。

操作[編集]

ブレーキペダルではなくアクセルペダルを操作する事によって作動する。つまり、ブレーキペダルを(を使って)踏み込んで車軸を制動する物が「フットブレーキ」、アクセルペダルを用いてエンジンのクランク軸を制動する物が「エンジンブレーキ」というわけである。

こうした仕組みにより、フットブレーキよりも短い操作で素早く制動を行うことができるため、コンマ1秒を争うモータースポーツの世界でも多用されている。

歴史[編集]

初期の自動車には、ブレーキの故障による事故が多発し、ブレーキ系統の2系統化といった対策が施されてきた。しかし、結局運転者が操作するペダルはひとつであるため、ブレーキペダルの周辺が故障(時には破壊)した場合の対処が難しかった。さらなる堅牢化、冗長化を図るため、アクセルペダルにもブレーキの役割を持たせるようにしたのである。

現代の自動車は、ブレーキ系統に対する信頼性が飛躍的に高まっており、エンジンブレーキの必要性が低下しているため、エンジンブレーキによる制動力は、極少ないものとなっている。またオートマチックトランスミッションにおいては、トルクコンバーターのブレードケースがエンジン側に大きく出てくる関係からエンジンブレーキを納める空間が無く、簡易式のエンジンブレーキを装着するのみの車種がほとんどである。この簡易式エンジンブレーキは、ドライバーが特に操作しなければ差動せず、しばしば「オートマにはエンジンブレーキが無い」と言われるが、どの車種にも何らかの形でエンジンブレーキが装着されており、これは誤りである。ただし、ドライバーの中にはエンジンブレーキを作動させるボタンの存在を知らない者が少なくないのも事実である。

また、信頼性と同様に、耐久性も飛躍的に高まっているため、現在の日本車では、いわゆる「10年10万km以内」では、まずエンジンブレーキを交換する事はない。このため、教習所によっては、教習時間の短縮化のため教習生にエンジンブレーキの存在を教えない所もあり、こういった所で教習を受けた人達が「エンジンブレーキとは何ですか?」とネット上で質問し、ベテランドライバーに嘲笑される、といった事も多く見られる。

かつては、エンジンブレーキディスクは専用のものが取り付けられており、その形式は特に第二次世界大戦以前の自動車に見られる。しかしながらこの方式は、トランスミッションとの位置関係において難点が多く、ブレーキ自身の発熱などから強度面で弱点になりやすかった。

戦後になると、省スペース、部品点数の削減、コストダウンなどの理由により、フライホイールを兼ねるシステムが登場する。この方式を最初に採用したのは富士重工業(スバル)で、小型軽量のエンジンを求められたスバル360にて初めて採用されたが、フライホイールとしての役目を果たすために堅牢に取り付けられたディスクはエンジンの振動を吸収できず、乗員は後方から伝わるひどい振動に悩まされることとなった。しかし、安価、軽量な自動車という目標を達成するためにはやむを得ない選択であった。

その後の改良によってもこの問題は十分に解決せず、現代でも軽自動車の多くはエンジンの振動が強い。一方で重量はスペースに余裕のある大排気量車では、フライホイールの内部に別系統としてエンジンブレーキを組み込む(ビルトインエンジンブレーキ)により振動の問題を解決している。ビルトイン方式では、フライホイールとの兼用よりは大きなスペースを必要とするが、かつてのように完全に分離するよりはずっと省スペースである。

トヨタ・プリウスにおいては、このエンジンブレーキを電磁化し、摩擦ではなく電気的に制動する方式を採用している。これは、ブレーキを使って発電し、エネルギーを回収するためである。つまり、コイルの中を磁気を与えられたブレーキディスクが回転することで電流を発生させている。このブレーキディスクもフライホイールを兼ねているが、パッドを持たず、物理的に切り離されている(電磁気的な方法によってのみ作動する)ために振動が少ない。同様の方式はホンダ・インサイトなどにも搭載されているが、プリウスと比べ簡易的なものである。

エンジンブレーキの改造[編集]

特にモータースポーツの世界では、フットブレーキと同様、エンジンブレーキの改造が見られる。ほとんどの車がLSDを装着している関係上、駆動輪だけに制動力を与えるエンジンブレーキはむしろ車体を安定させる方向に働く。多くの改造が、熱への耐性を増すためのエンジンブレーキパッドの交換や冷却系の強化(その中には水路の増設も含まれる)などである。

エンジンブレーキの改造のためにはエンジンを分解する必要があり、かなりの手間と費用がかかる。また、モータースポーツ向けに改造されたエンジンブレーキは消耗が激しく、中には3000km程度の走行で摩耗し、交換を要する場合もある。これらの理由から、フットブレーキには手をつけてもエンジンブレーキは純正品のまま、という使用の車体も少なくない。こうした事情を知らず、ネット上で「エンジンブレーキを強化したい」と相談し、ベテランドライバーに嘲笑される、といった事も多く見られる。

いずれにせよ、エンジンブレーキの改造はエンジン本体の改造を伴うため、安易に行うべきものではない。なおエンジンブレーキは重要保安部品の一つとなっており、整備、修理、改造は、認証自動車修理工場の自動車整備士か、その車の使用者自身にしか認められていない(使用者が資格を持たない場合、作業の後に自動車検査場にて作業が適切に行われたかどうかの点検を受けなければならない)。

エンジンブレーキを現在製造している企業[編集]

上記の日本メーカー3社で世界シェアの54%を占めている。

フットブレーキで有名なブレンボも、かつてはエンジンブレーキを製造していたが、信頼性を高めた日本メーカーにシェアを奪われ、さらには韓国・中国メーカーの安いエンジンブレーキの台頭により利益が少なくなったため、1980年代前半にエンジンブレーキ部門からは撤退した。

関連項目[編集]

  • 排気ブレーキ - 排気を進行方向の逆に噴射する事により制動力を得るエアブレーキの一種。
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