スーパーカブをはじめとしたバイクエンジン（もちろん車も）の性能を左右する重要な要素として、空燃比の制御があります。
最近のFI（フューエル・インジェクション）で燃料を制御しているエンジンではこの空燃比もコンピューターで、走行状況や気温、高度などを計算し、適切に制御されますが、昔ながらのキャブレターで燃料を噴射するエンジンではこの空燃比の制御も機械的に行わなくてはなりません。
そこで適切な空燃比の理解と管理は、キャブエンジンの性能を最大限に引き出すための鍵となります。この記事では、その調整に関する基礎知識を体系的に解説していきます。
前回の記事も併せてご覧ください。
空燃比の基本を理解する
空燃比とは、エンジンに送り込まれる空気と燃料の重量の比率を表す数値です。
ガソリンエンジンの理論空燃比は14.7:1とされており、これは空気14.7グラムに対して燃料1グラムが混合される割合を意味します。
この比率で、理論上はガソリンが完全燃焼し、最も効率的なエネルギー変換が行われると言われています。
運転状況による空燃比の変化
しかし実際の運転では、エンジンの状態や走行条件によって、最適な空燃比は常に変動します。
アイドリング時には安定した回転を維持するために、やや濃い12:1から13:1程度の混合気が必要となります。
通常の巡航走行では、燃費を重視して理論空燃比に近い値を狙って調整します。そして全開加速時には、最大出力を得るために12.6:1程度まで濃くします。
各走行状況における最適値
アイドリング時
- 濃い目（リッチ）の空燃比12:1～13:1に調整
- 安定した回転維持が目的
- 始動性の確保
巡航時
- 理論空燃比14.7:1前後から場合によっては更に薄い（リーン）空燃比に調整（16:1程度まで）
- 最適な燃費を実現
- 安定した出力を確保
全開加速時
- 濃い目（リッチ）の空燃比12:1～13:1に調整（理想値 12.6:1）
- 最大出力を発揮
- エンジン保護も考慮
空燃比がエンジンに与える影響
空燃比の変化は、エンジンの性能に大きな影響を及ぼします。混合気が濃い状態（12.6:1前後）では、最大出力を得ることができ、同時に燃料の気化熱によるエンジン冷却効果も得られます。しかし、燃料消費は増加し、排気ガス中の未燃焼成分も多くなります。
一方、混合気が薄い状態（16:1以上）では燃費は向上しますが、出力は低下し、エンジン温度が上昇するリスクが高まります。最も重要なのは、これらの状態をバランスよく制御することです。
主な影響と特徴
出力への影響
- 濃い混合気では最大出力が得られるが燃費は悪化
- 理論空燃比（14.7:1）付近で最も効率的な運転が可能
- 薄い混合気では燃費は向上するが出力は低下
温度への影響
- 濃い混合気は燃料の気化熱でエンジンを冷却
- 適正な混合気で最適な燃焼温度を維持
- 薄すぎる混合気はエンジン温度の過度な上昇を招く
キャブレターによる空燃比の制御
キャブレターには、様々な運転状況に応じて空燃比を適切に制御するための精密な機構が備わっています。その中心となるのが、メインジェット、パイロット（スロー）ジェット、ニードルジェットといった部品です。
メインジェットは高回転時の燃料供給量を決定する重要な部品で、全開加速時の性能を大きく左右します。パイロットジェットはアイドリング時の燃料供給を担当し、エンジン始動性にも影響を与えます。そして最も使用頻度の高い中間回転域では、ニードルジェットが可変的な燃料供給を行い、きめ細かな空燃比制御を実現しています。
主要な制御部品とその機能
メインジェット
- 高回転時の燃料供給を担当
- 全開加速時の性能を決定
- サイズ選択が重要なポイント
パイロット（スロー）ジェット
- アイドリング時の燃料供給を制御
- エンジン始動性に大きく影響
- 低速域での安定性を確保
ニードルジェット（ジェットニードルとの組み合わせ）
- 中間回転域の空燃比を可変制御
- 最も使用頻度の高い領域をカバー
- きめ細かな調整が可能
フロートバルブ
- フロートチャンバーの燃料量を制御
グラフを使ったセッティング
数字だけだと分かりにくい空燃比をグラフにしてみました。もちろん手書きの曲線なので正確ではありませんが、数値を視覚的に見る分には十分でしょう。
例えばアクセルを全開にした時にエンジンがボコついてパワーも出ず、プラグも黒く煤けている場合は、高回転時の燃料が濃くグラフで言えば12.6:1よりも左側の11:1辺りになっている事が推察されます。
この場合は高回転時の燃料供給を担当するメインジェットの番手（燃料供給の穴）が大きすぎるので、番手を小さくして燃料を薄くすれば良いことが分かります。
この様に視覚的にセッテイングの方向を把握する事で、頭の中を整理して行けば間違った方向に進むことを防げるでしょう。
もし宜しければ、このグラフをコピーしてあなたのセッテングに役立ててみて下さい。
まとめ
スーパーカブのキャブレターを調整する為にキャブについて徹底的に勉強してみて改めて思ったのは、キャブレターの目的は理想的な混合気を作り出すこと、すなわち空燃比の制御なのだという事です。
考えてみれば当たり前のことなのですが、例えばメインジェットの交換だとか、瑣末な事だけに目を向けているとそのような基本的な事が頭から抜け落ちでしまうことが多いので、これからは今回勉強したことを念頭に理論的にキャブを調整したいと思います。
次回は実践編を予定しているのでお楽しみに〜！
…と思っていたのですが、調べて行くと空燃比は気温による空気密度の変化によっても大きく変わっていく事が分かったので、もう一本その記事を書いてから実践編に行きたいと思います（笑）
それではまた。
ここで書かせてもらった内容は私がにわか勉強した知識によるので間違っている箇所があるかも知れません。鵜呑みにはせずに他のサイトなども参考にしてみて下さい。
注意: キャブレターの調整は専門知識が必要です。不安な場合は、必ず専門のメカニックに相談して下さい。
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