蒸気ロック

ベーパーロックは、ガソリン燃料の内燃機関の燃料供給システム内にある液体燃料が蒸気に変化することで発生する問題です。これにより燃料ポンプの動作が妨げられ、キャブレターや燃料噴射システムへの供給圧力が失われ、一時的な出力低下や完全なエンストを引き起こします。この状態からエンジンを再始動することは困難な場合があります。^[1]

燃料は、エンジンによる加熱、現地の気候、または高地での沸点の低下により気化することがあります。エンジンの始動性を向上させるために冬季に粘度の低い（および沸点の低い）燃料が使用される地域では、夏季に特殊燃料を継続的に使用すると、ベーパーロックが発生しやすくなります。

ベーパーロックは、エンジンによって駆動され、エンジン室に配置され、キャブレターに燃料を供給する低圧機械式燃料ポンプを組み込んだ旧式のガソリン燃料システムでは非常に一般的でした。このようなポンプは通常、燃料タンクよりも高い位置にあり、エンジンによって直接加熱され、キャブレター内のフロートボウルに燃料を直接供給していました。燃料は供給ラインから負圧 (ゲージ圧) で引き出されるため、タンクとポンプの間でベーパーロックが発生するリスクが高まりました。燃料ポンプに引き込まれたベーパーロックにより、燃料圧力が長時間にわたって中断され、キャブレターのフロートチャンバーが部分的または完全に排出され、エンジンで燃料不足が発生する可能性があります。フロートチャンバーへの燃料供給が一時的に中断されることも理想的ではありません。ほとんどのキャブレターは、フロートボウル内の燃料の固定レベルで動作するように設計されており、レベルが下がると、エンジンに供給される燃料と空気の混合気が減少します。

キャブレター ユニットは、フロート チャンバーに供給される燃料蒸気を効果的に処理できない場合があります。ほとんどの設計では、フロート ボウルの上部をキャブレターの吸気口または外気と接続する圧力バランス ダクトが組み込まれています。ポンプが蒸気ロックを効果的に処理できる場合でも、フロート ボウルに入る燃料蒸気は排出する必要があります。吸気システムを介してこれを行うと、混合気が実質的に濃縮され、混合気制御と汚染の問題が発生します。外部への排気によって行われると、直接的な炭化水素汚染が発生し、燃料効率が実質的に低下し、燃料臭の問題が発生する可能性があります。このため、一部の燃料供給システムでは、燃料蒸気を燃料タンクに戻して凝縮して液相に戻すか、燃料蒸気を吸収する活性炭を充填したキャニスターを使用します。これは通常、フロート ボウルからではなく、エンジン近くの燃料ラインから燃料蒸気を除去することによって実行されます。このようなシステムでは、ポンプからの過剰な燃料圧力をタンクに戻すこともできます。

現代のエンジンのほとんどには燃料噴射装置が装備されており、燃料タンク内には電動の水中燃料ポンプがあります。燃料ポンプをタンク内部に移動すると、燃料供給システム全体が正圧下になり、燃料ポンプがエンジンルーム内にある場合よりも低温で稼働するため、ベーパーロックを防ぐのに役立ちます。これが、現代の燃料システムでベーパーロックがほとんど発生しない主な理由です。同じ理由で、一部のキャブレター付きエンジンには、燃料タンクの近くに電動燃料ポンプが 後付けされています。

車両が渋滞しているとき、ボンネットの下の温度が上昇する傾向があるため、ベーパー ロックが発生する可能性が高くなります。また、エンジンが熱い状態で停止し、車両が短時間駐車されている場合にも、ベーパー ロックが発生する可能性があります。エンジン付近のライン内の燃料は移動しないため、ベーパー ロックが発生するほど十分に加熱される可能性があります。どちらの場合も、この問題は気温が高いときや標高が高いときに発生する可能性が高くなります。

重力給油システムも、蒸気ロックの影響を受けないわけではありません。前述の内容の多くは、重力給油システムにも同様に当てはまります。燃料ラインに蒸気が発生すると、その密度が低いため、燃料の重量によって発生する圧力が低下します。この圧力によって、通常は燃料がタンクからキャブレターに移動するのですが、残りの燃料圧力によって蒸気がフロート ボウルに押し込まれてベントから排出されるか、蒸気が冷却されて再凝縮するかのいずれかによって蒸気が除去されるまで、燃料供給は中断されます。

航空機の不時着の原因は、蒸気ロックです。そのため、航空燃料は自動車用ガソリンよりもはるかに低い蒸気圧で製造されています。^[要出典]さらに、航空機は高度とそれに伴う周囲圧力が急激に変化する能力があるため、蒸気ロックの影響を受けやすいのです。低圧環境では、液体はより低い温度で沸騰します。

ストックカーレースでは伝統的にガソリンとキャブレターが使用されていたため、ベイパーロックはよく発生していました。2012 年にNASCAR公認イベントに燃料噴射要件が導入されて以来、ベイパーロックはほぼ解消されました。

ベーパーロックは、F1やインディカーレースなど他のモータースポーツでもあまり一般的ではない。これは、燃料噴射とアルコール燃料（エタノールまたはメタノール）の使用によるもので、ガソリンよりも蒸気圧が低いためである。しかし、 2022年のバーレーングランプリでレッドブルレーシングが2度リタイアしたのは、燃料システム内の異常な高温が原因であったと考えられるベーパーロックが原因であったことから、まったく起こり得ないわけではない。^[2]

燃料の揮発性が高いほど、ベーパーロックが発生する可能性が高くなります。歴史的には、ガソリンは現在よりも揮発性の高い留出物であり、ベーパーロックが発生しやすかったです。逆に、ディーゼル燃料はガソリンよりもはるかに揮発性が低いため、ディーゼルエンジンでベーパーロックが発生することはほとんどありません。ただし、標準的なディーゼル燃料噴射ポンプは非圧縮性の燃料に依存しているため、ディーゼルエンジンの燃料システムは、燃料ラインでエアロックが発生しやすいです。エアロックは、燃料供給ラインへの空気の漏れ、またはタンクからの空気の流入によって発生します。一般的な原因には、燃料タンクが空になる、燃料フィルターの交換、または燃料ラインの漏れなどがあります。スターターモーターを使用してエンジンをしばらく回転させるか、燃料システムをエア抜きすると、エアロックが解消されます。

最新のディーゼル噴射システムには、エアロックの問題を解消する自動ブリーディング電動ポンプが搭載されています。

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