【インジェクションとは？】構造やキャブレターとの違い、洗浄方法など徹底解説！

インジェクションはエンジンに燃料を噴射するための装置で、車にとって欠かせないパーツです。「名前は聞いたことがある」という方も多いでしょう。

しかし、インジェクションの詳しい構造やキャブレターとの違いまで知っている方は少ないと思います。また、長く使用しているとインジェクションの性能が低下してくることもあまり知られていません。

そこで今回は、インジェクションの構造やキャブレターとの違い、洗浄方法などインジェクションのすべてを徹底解説していきます。

冒頭でも触れたように、インジェクションとはエンジン内にあり、燃料を噴射する装置です。インジェクションが登場する前は機械式のキャブレターが主流でしたが、現在は電子制御のインジェクションに取って代わられました。

インジェクションはコンピューターが気圧や気温、酸素量などを測定して、各条件下において必要な燃料を正確に噴射するため、キャブレターに比べて始動も確実で環境下が変わっても安定した性能を発揮できるという特徴があります。

また、緻密な燃料制御によって燃費の改善や排気ガスに含まれる有害物質の削減を実現しており、昨今の厳しい排ガス規制に対応するには欠かせない装置となっています。

ちなみに、「インジェクション」という言葉は電子制御で燃料をエンジンに送り込む仕組みを指しており、エンジンに燃料を噴射する装置そのものはインジェクターと呼ばれます。

インジェクターは手のひらに収まる程度のサイズで、基本的にエンジンの各気筒に1つずつ装着されます。例えば、4気筒エンジンであれば搭載されるインジェクターの数は4つです。

取り付けられる位置はエンジンの型式によって異なり、ポート噴射式エンジンではインテークマニホールド部分に装着されます。対して、直噴（気筒内直接噴射式）エンジンではシリンダーヘッドに直接取り付けられます。

一部の高性能車では、各気筒にポート噴射用と直接噴射用のインジェクターを装着して状況によって使い分けるエンジンも存在します。

インジェクターの構造は、ポンプによって圧力をかけられた燃料が常にインジェクター内に充填され、燃料を噴射するタイミングでソレノイドに電気信号を送りバルブを解放、燃料を噴射する仕組みです。

プランジャーと呼ばれる部分で圧力をかけられた燃料は、先端のスプレーチップノズルで非常に微細なミストになります。ガソリンはミストが細かいほど燃焼効率が良いので、これにより理想的な混合気を実現します。

インジェクションはフューエルインジェクション(Fuel Injection)、略してFIと呼ばれるのが一般的ですが、同じ意味でもメーカーによって様々な呼ばれ方をします。

トヨタとダイハツでは、インジェクションのことをEFI(Electronic Fuel Injection)と呼んでいます。

日産、スバル、マツダの3社では、EGI(Electronic Gasoline Injection)という名称を使っており、インジェクションを含むエンジン集中制御システムはECCS(Engine Central Control System)と呼ばれています。

ホンダは原付からF1まですべて同じ名称を使っており、PGM-FI(Programmed Fuel Injection)と表記されます。

• 目次に戻る

キャブレターとインジェクションは同じ燃料噴射装置ですが、機械式と電子式という大きな違いがあります。

キャブレターはエンジンが回転し吸気するに伴い発生する負圧を利用して燃料を供給しており、燃料の噴射量はあらかじめセッティングした通りにしかコントロールできません。そのため、気温や気圧など季節や標高の変化に弱く、エンジンを安定して動かすためには状況に応じたセッティングが必要不可欠です。

対して、インジェクションは気温や気圧などの環境変化に応じて燃料の噴射量をコンピューターが割り出して制御してくれます。
これにより、場所・季節に影響されにくく安定したエンジンの稼働を可能としているのです。

キャブレターに求められる役割は、アクセル開度に応じて適切な量の混合気を作り出すことです。

電気を使わずに燃料を供給するキャブレターは、吸気に伴って発生する負圧を利用してガソリンを噴射する仕組みになっています。

キャブレターのボディ中心部分はベンチュリーと呼ばれ、入口と出口に対して径が狭くくびれたような形をしています。これは、流体の流れを絞ることによって流速を高める「ベンチュリー効果」を生み出すための設計です。

流速が高くなると圧力が低くなるため、負圧が発生してガソリンを吸い上げます。吸い上げられたガソリンは空気と混ざり、混合気となってエンジンに送り込まれます。

キャブレターのベンチュリー部分にはバルブがあり、バルブはアクセルワイヤーと繋がっています。バルブにはニードルジェットと呼ばれる爪楊枝のようなパーツが装着されており、ジェット（ガソリンが噴出する穴）に刺さっています。

アクセルを開けるとバルブが開き、ニードルジェットが持ち上がることでジェットとの隙間が大きくなります。隙間が大きくなると、その分ガソリンの噴射量が上がります。
これが、キャブレターがアクセル開度に応じてガソリンの噴射量をコントロールする仕組みです。

• 目次に戻る

現在ではキャブレターに取って代わったインジェクションですが、いつ頃登場したのでしょうか？

実は、インジェクションはもともとディーゼルエンジンのために作られたシステムでした。

ガソリンエンジンは点火プラグで混合気を着火しますが、ディーゼルエンジンには点火プラグが存在しません（現在は点火プラグを持つディーゼルエンジンも存在します）。空気を高圧で圧縮する際の圧縮熱を利用し、そこに燃料を噴射することで自然着火させる仕組みです。

こうした仕組みから、ディーゼルエンジンを安定して稼働させるためにはガソリンを安定して送り込める装置（インジェクション）が必要でした。そして、インジェクションは環境の変化が激しい戦闘機の分野で初めて採用されることになります。

初めてインジェクションを採用したのは第二次世界大戦前、ドイツ空軍の戦闘機でした。

戦闘機が飛行する高さの高度では、温度や湿度、気温といった環境が常に変化します。しかも、戦闘機は車と違い上昇・下降・旋回といった3次元の動きをします。
こうした状況下でエンジンに安定してガソリンを供給するためには、インジェクションが必要不可欠です。

事実、他国の戦闘機がキャブレターを搭載していた時代に、インジェクションを搭載したドイツ空軍の戦闘機は大きなアドバンテージを得ていました。
インジェクションはやがてドイツの同盟国であったイタリアと日本の戦闘機にも導入されました。
日本の戦闘機といえば零戦を思い浮かべる人が多いと思いますが、実戦では充分な結果を得なかったようです。

インジェクションが車に使われ始めたのは、1954年に発売された「メルセデスベンツ・300SL」 が初めてでした。300SLは世界初のインジェクション車であると共に、世界初の直噴エンジンでもありました。

現代ではインジェクション以外にも、ブレーキのABS制御やハンドル制御、オートマチックミッションの制御など、様々な制御をコンピューターが連携しておこなうようになっています。

バイクにおけるインジェクション実用化は1980年代にホンダが精力的に取り組んでいたものの、日本車初のインジェクション搭載バイクは1980年発売の「カワサキ・Z1000H」が初と言われています。

その後、バイクのインジェクション化の波は原付にまで普及し、2003年にはホンダが原付用の4ストロークエンジンにインジェクションを搭載。
2004年にはスズキが原付用のエンジンに燃料ポンプとインジェクターを一体化した「ディスチャージポンプ式フューエルインジェクション」を搭載 。一体化することで低コスト化を実現しました。

過去には、2ストロークエンジンにもインジェクションが搭載されたことがあります。搭載されたバイクは、1990年代のホンダのGPマシン、NSR500です。
このときは一般販売されることなく、排ガス規制強化で2ストロークが絶滅してしまいました。

それから数十年後、2018年頃にKTMが2ストローク市販車のインジェクション化を実現し 、排ガス規制に対応した2ストロークマシンを復活させました。
排ガス規制に対応できずに絶滅した2ストロークエンジンが、インジェクションによって現代に蘇るとは感動的な話ではないでしょうか。

年を追うごとに厳しくなっていく排ガス規制によって、キャブレターでは排ガス規制を達成できなくなり、キャブレター車は絶滅しました。

• 目次に戻る

キャブレターであれば供給する燃料の量はジェットを変えることで機械的に調整可能ですが、インジェクションはコンピューターで制御をおこなうため基本的に自由にセッティングできません。

しかし、コンピューターのマッピング（制御情報）を書き換えることができれば、インジェクションの燃料噴射量をセッティングできます。インジェクションセッティングとはつまり、コンピューターの書き換え作業です。

また、セッティングというよりもカスタムになりますが、既存のインジェクターを「ビッグインジェクター」へ変更する手法も存在します。

インジェクターはサイズによって噴射できるガソリン量に限りがありますが、ビックインジェクターにサイズアップすることで燃料の噴射量の限界を引き上げることが可能です。

基本的に車でもバイクでも、インジェクション制御はメーカーが莫大なコストと時間をかけて作り込んでいるため素人が手を加える余地はほぼありません。

むしろ、素人が下手に手を加えると性能が上がるどころか下がることも十分考えられます。セッティングに失敗すれば大きなトラブルを起こし、エンジンにダメージを与える恐れもあるでしょう。

しかし例外があって、エンジンをチューニングしているなら話は別です。この場合はインジェクションセッティングを変更する必要があります。

カムシャフト変更やボアアップ、ターボ化などでエンジンが要求する燃料の量や噴射タイミングが変わった場合、ノーマルのインジェクションセッティングではエンジンパワーを最大まで引き出すことはできません。
ノーマルのエンジンにインジェクションセッティングは不要ですが、チューニングしたエンジンにはインジェクションセッティングが必要だということです。

ただし、インジェクションセッティングは素人が簡単に実践できるものではないので、専門のチューニングショップに相談してセッティングすることを推奨します。

• 目次に戻る

インジェクションが故障すると、燃料の供給に不具合がでるため様々な不調を引き起こします。
例えば、エンジンがかかりづらくなったりパワーが下がったように感じられたりといった症状です。

具体的にどのような症状を起こすのか？
以下で代表的な症状を3つご紹介します。

インジェクターは基本的に各気筒に1つずつ装着されています。
例えば6気筒エンジンのうち1つのインジェクターが故障した場合、故障した気筒は爆発を起こさなくなり、実際に稼働しているのは6気筒のうち5気筒のみとなります。

気筒数が減るということは、排気量が小さくなったことと同じです。そのため、加速やパワー感の低下、トルクの減少などが引き起こされます。

全てのインジェクターが故障した場合、エンジンが稼働できなくなりエンストを起こします。ただし実際には、過半数のインジェクターが故障した時点でエンストを起こす可能性が高いです。
例えば、6気筒中3つ以上のインジェクターが故障すれば、エンジンをかけるのは相当困難になるはずです。
インジェクターの故障以外でも、燃料ポンプなど別の箇所が故障してエンストする可能性もあります。

単気筒を除くすべての多気筒エンジンは、ピストンが1サイクル（吸気・圧縮・爆発・排気）を交互におこなって振動を打ち消し、バランスを取るように設計されています。
例えば4気筒エンジンであれば、1番目の気筒が爆発工程にあるとき、3番目の気筒は排気行程をおこなっています。それぞれの気筒が互い違いに動作することで、振動や力を相殺しクランクシャフトの回転バランスを保っているのです。

しかし、もしどこかのインジェクターが故障した場合、その気筒は燃料を噴射しないので爆発エネルギーを生み出すことはありません。本来ピストン下降時は爆発によって大きな力が加わりますが、それがなくなってしまうのです。
そうなると、本来の設計からバランスが崩れ、振動を相殺することができなくなってしまいます。クランクシャフトの回転のバランスが崩れることによって、結果的にエンジンの振動が激しくなります。

• 目次に戻る

インジェクションの故障は、主にインジェクターの詰まりやソレノイドなどの可動部分が固まることが原因です。
燃料がうまく噴射できなくなるので、混合気が薄くなってしまったり全く燃料が噴射されなかったりといったトラブルを引き起こします。

なぜインジェクションが詰まったり固着したりするのか、その理由を以下で見ていきましょう。

インジェクター故障の理由として最も多いのは、経年劣化によって変質した燃料が粘り気を帯びてインジェクターの内部が詰まってしまうことです。劣化した燃料が原因でインジェクターが詰まっている場合、洗浄することで回復することもあります。

劣化したガソリン以外にも、タンク内の錆や燃料ラインのゴム片などが原因で詰まることもあります。

劣化した燃料は、詰まりのほかに固着を引き起こすこともあります。特に車を長時間放置した場合は、インジェクターの可動部が固着してしまう可能性が高いです。

固着しないまでも、インジェクターの可動部に抵抗が発生すると燃料の噴射量が少なくなってしまい、混合気が薄く生成されるなどのトラブルにつながります。

ちなみに、詰まりと固着は似て非なる症状と言えます。詰まりがインジェクター内部の穴が塞がって起こる症状なのに対し、固着はインジェクターの可動部が張り付いて起こる症状です。

詰まりは添加剤による洗浄で回復することが多いですが、固着は分解洗浄しないと回復しないケースが多いです。それぞれの洗浄方法については、記事の後半で詳しく解説します。

インジェクターの寿命は車のパーツのなかでも比較的長いほうですが、長く使っていれば寿命を迎えることもあります。

インジェクターの寿命は車種によっても異なりますが、目安としては走行距離15～20万km程度が寿命とされています。
ただし長時間放置するなど、インジェクターにとって良くない環境に置かれた場合はそれよりも短い走行距離で寿命を迎えることもあります。

• 目次に戻る

インジェクターは、普通に使っていれば基本的にメンテナンスする必要はありません。ただし、徐々にインジェクターが汚れてくるのは確かです。

長時間使っていると劣化したガソリンが粘り気を帯びて先端に溜まっていき、それによってスプレーチップノズルが塞がると本来の性能を発揮できなくなってしまいます。
コンピューターがうまく制御してくれるのでエンジンのフィーリングは今までと変わらないように思うかもしれませんが、気づかないだけで性能は確実に低下しているのです。

インジェクターが詰まった場合、新品に交換するのは確実な方法ですが、新品のインジェクターは1本1～2万円程度と高額です。例えば4気筒エンジンの場合、すべて交換すると4～8万円もの金額がかかってしまいます。

さらに、クリーンディーゼル用のコモンレールシステムになると1本5万円程度かかります。 4気筒の場合で考えると、全交換で20万円と莫大な費用です。ここまでかかると車の買い替えも視野に入るかもしれません。

そこでご提案したいのが、インジェクターの洗浄です。
インジェクターを洗浄すれば、交換しなくてもインジェクターの性能を新品に近い状態まで戻すことが可能です。
インジェクター交換に比べてはるかに安い費用で済むため、性能低下を感じたらまずは洗浄することを推奨します。

ちなみに、シリンダーの中にインジェクターが搭載されている直噴エンジンやディーゼルエンジンは、インジェクターが特に汚れやすいです。
直噴エンジンやディーゼルエンジン搭載車は、定期的なインジェクター洗浄が性能維持につながるでしょう。

インジェクターの洗浄と聞くと、分解作業を思い浮かべる人が多いでしょう。「難しそうだな……」と感じるかもしれませんが心配いりません。添加剤を使えば、分解しなくてもインジェクターの清掃は可能です。
添加剤の使い方は非常に簡単で、ガソリンタンクに規定量添加するだけです。添加量は付属の説明書を参考に確認しましょう。一般的には、50～80L（ガソリン満タン）に対して添加剤を1本入れます。
添加剤を入れたら、その後は普通に走行しましょう。インジェクターに添加剤の混ざったガソリンが行き届くことによって、洗浄効果を発揮します。満タンスタートでガソリンがなくなるまで走ればバッチリ洗浄できているはずです。

ちなみに、より洗浄効果を高めたい場合は、一定のスピードで走るよりも加減速を繰り返したほうがいいです。アクセルを踏み込んだ際に勢いよく燃料が噴射されるので、汚れが取れやすくなります。
ただし、オーバーヒートするほど激しく加減速する必要はありません。

より確実にインジェクターを洗浄したいのであれば、やはり分解するのが一番です。添加剤での洗浄は手軽ですが、汚れを落としきれない場合もあります。
軽度な場合は添加剤でも十分ですが、汚れが頑固な場合は分解洗浄したほうがより確実です。

インジェクターを分解するといっても、インジェクターそのものをバラバラに分解するわけではありません。インジェクターを引き抜いて、直接クリーナーを噴射して洗浄します。
インジェクターを引き抜く際は、燃料の吹き出しを防止するために燃料ポンプのヒューズを抜いて数回セルを回し、燃料ラインから完全にガソリンを抜いた状態で作業してください。

燃料が残っているとインジェクターを引き抜く際に燃料がシリンダーに流れ込んでしまい、作業後にエンジンがかかりづらくなってしまいます。
また、ガソリンは可燃性が高いので作業中はタバコなどの火気厳禁です。

「自分で作業するのが不安」「プロに作業してもらって確実に効果を得たい」という方は、インジェクターの洗浄を業者に依頼する方法もあります。

作業工賃は、1本あたり3,400～4,200円程度が相場です。オプションで燃料フィルターやOリングの交換もおこなっており、これらのオプションはおよそ300～500円程度／1本で対応しています。

インジェクターの洗浄を業者に依頼する最大のメリットは、洗浄後の性能レポートを発行してくれることです。テストの結果が悪ければ再度洗浄をおこなうため、確実な洗浄が保証されます。

洗浄前の噴射量と洗浄後の噴射量の比較などもおこなっているため、洗浄によってどの程度性能が戻ったかも見ることができます。
また、インジェクターの噴射量を測定して揃えるため、各気筒の燃料噴射量が揃いエンジンパフォーマンスの改善が期待できます。

※性能レポートは、業者によっては実施していない場合や別途料金が発生する場合があります。

• 目次に戻る

インジェクターを洗浄しても調子が戻らない場合は、新品のインジェクターへの交換が必要です。

インジェクションには以下の3つがあり、それぞれ交換費用が異なります。

1. シングルポイントインジェクション
2. マルチポイントインジェクション
3. 直噴式インジェクション

それぞれのインジェクターの交換費用目安を以下にご紹介します。

シングルポイントインジェクションは、インジェクションが搭載され始めたころに採用された方式であり、現在のエンジンにはほぼ採用されていません。

インジェクターの数はエンジンの気筒数分あるわけではなく、1つか2つのみとなっています。そのため、シングルポイントインジェクションの交換費用は比較的安価です。

インジェクター本体（1個あたり）＝15,000～20,000円

交換工賃に関しては、シングルポイントインジェクションが現在主流ではないため情報があまりないのが実情です。詳しく知りたい方は、交換を依頼するショップに相談してみてください。

マルチポイントインジェクションは、現在主流の方式です。
インジェクターの数はエンジンの気筒数分あり、4気筒エンジンであれば4つのインジェクターが、6気筒エンジンであれば6つのインジェクターが搭載されています。

マルチポイントインジェクションの場合、エンジンの気筒数によって交換費用は大きく異なります。インジェクターは故障していないものも含めてすべて同時交換するのが基本なので、気筒数が多いとそれだけ交換費用は高くなります。

インジェクター本体（1個あたり）＝15,000～20,000円×気筒数分
作業工賃＝8,000～15,000円（気筒数によって変動）

直噴式インジェクションもマルチポイントインジェクションと同様に、気筒数分のインジェクターが搭載されています。直噴式インジェクターは本体価格が高く、マルチポイントインジェクション以上の交換費用が発生します。

インジェクター本体（1個あたり）＝30,000～50,000円×気筒数分
作業工賃＝8,000～15,000円（気筒数によって変動）

先ほども解説しましたが、インジェクターは故障していないものも含めてすべて同時交換が基本です。
というのも、故障したインジェクターのみを新品に交換すると、ほかのインジェクターと性能にバラつきが生じてしまうからです。

1つのインジェクターが壊れたということは、ほかのインジェクターも性能低下を引き起こしている可能性が高いです。1つだけ新品のインジェクターを投入すると、各気筒の燃焼バランスが悪くなってしまいます。

また、交換したあとにほかのインジェクターが故障する可能性も高く、その場合インジェクター交換の工賃が二重に発生します。同時交換したほうが結果的に工賃は安く済むケースも多いでしょう。

• 目次に戻る

インジェクションの構造や歴史、キャブレターとの違いや故障した場合の症状などを解説してきましたが、いかがだったでしょうか？

キャブレターからインジェクションに変わったことで、車の性能は飛躍的に向上しました。どんな環境でも安定してエンジンがかかるのは、インジェクションのおかげなのです。

基本的にはメンテナンスフリーのインジェクションですが、劣化したガソリンやカーボンが詰まって性能低下、もしくは故障を引き起こすこともあります。

あまり神経質になる必要はありませんが、「なんとなく新車時よりパワーやレスポンスが落ちたかも」と思ったら、燃料添加剤を使ってインジェクションを洗浄してあげましょう。

• 目次に戻る