ディーゼルエンジンは現在環境対応エンジンの一つとして人気で、クリーンディーゼルエンジンという排気ガスがかなりクリーンになっています。
しかしそんなディーゼルエンジン車がごくたまに白い煙を吐きながら走っているのを見かけるのですが、何が原因なのかご存知ですか？
今回はディーゼルエンジンの白煙の原因についてご説明します。
ディーゼルエンジンの白煙の原因
ディーゼルエンジンに限らず現在の自動車用エンジンの排気ガスはほとんど無色で、寒い時などには吐息が白くなるような白い排気ガスになります。
ですが今回お話するのはもっと真っ白な排気ガスとなる場合のことで、寒い時期以外にも白煙が排気されることがあります。
まずはこの2種類の排気ガスについて違いをご説明し、問題となる白煙の原因もお話します。
2種類の白煙の正体
ディーゼルエンジン車でもガソリンエンジン車でも、現在最新のエンジンは排気ガスは無色透明で、暖かい日などは排気ガスが出ていることは目視ではわかりません。
一昔前はディーゼルエンジンは黒煙を大量に吐き出すエンジンでしたが、クリーンディーゼルエンジンとなってその黒煙は99％以上カットでき、最新のディーゼルエンジンは黒煙と無縁となりました。（黒煙の詳細は以下の記事をご参照ください。）
ディーゼルエンジン車で黒煙が出る原因と対策！車検の基準まで解説！この状況において排気ガスに白煙が混じる原因は2つあり、後述するうちの前者はエンジンの正常な状態、後者は異常な状態です。
正常な白煙：水蒸気
ディーゼルエンジンやガソリンエンジンで燃焼させる炭化水素系の燃料(軽油やガソリン)は、その完全燃焼時にはCO2(二酸化炭素)とH2O(水)を生成しますので、エンジンの作動時には必ず水が生まれます。
(クリーン)ディーゼルの燃料は軽油？灯油やガソリンを給油しても走れる？その水はエンジン内部で生成される時には高温、高圧の水蒸気となっており、ほかの排気ガスと一緒にエンジンのテールパイプから排出されます。
高温の水蒸気は無色なので通常は目視できないのですが、気温が低い冬場などではテールパイプを出たところで水蒸気が一気に冷やされ、それが白くなって排気ガスと一緒に排出されるのが見えます。
この白煙は煙というより半透明のモヤのように見え、ほどなく大気中に混ざって見えなくなってしまいます。
水蒸気を元にした白煙は内燃機関のエンジンの正常な稼働時に排出されるものですので、故障などではありません。いわば私達が冬の寒い時期に吐く白い吐息と同じものなのです。
異常な白煙：エンジンオイルの混在
自動車のディーゼルエンジンとして問題となるのはもっと濃密な白煙を発生させている状態であり、テールパイプから常に真っ白でモワッとした重たい白煙が出ているときです。
白煙が発生するメカニズム
この状態のディーゼルエンジンはエンジン内部での燃焼時にエンジンオイルを一緒に燃やしてしまっている状態であり、現在主流の4ストローク形式のエンジンではエンジン故障に分類されるものです。
4サイクル(ストローク)エンジンとは？仕組みや構造の特徴・長所を解説！エンジンオイルはエンジンの正常稼動には欠かせないものであり、さまざまな部品の
- 潤滑
- 冷却
- 密閉
- ゴミの除去
などさまざまな役割を果たしています。
その中で最も重要なのがエンジンの心臓部であるシリンダーとピストンの間の潤滑、および燃焼ガスの密閉にあり、エンジンオイルは常にピストンの下部に吹き付けられています。
エンジンの正常な稼働時にも実はエンジンオイルは燃料と一緒に燃えており、それはシリンダーとピストンの間にできた油膜の一部が燃えている状態です。
ですがその量は非常に微小であり、通常は白煙が出るほどの事態にはなりません。しかし部品の劣化や異常によって、シリンダーとピストンの間から燃焼室に侵入するエンジンオイル量が増加すると、燃料と一緒に燃焼したエンジンオイルが白煙を産み、それがテールパイプから排出されています。
シリンダーとピストンの間にはピストンリングと呼ばれるリング状のシール部品が何重にも入っており、そこにエンジンオイルの皮膜がつくことで激しいピストンの往復運動にもかかわらず焼き付きなどを起こさず正常にエンジンが動きます。
ですがピストンリングに不具合が出たり、経年劣化によってピストンリングがヘタれてきたりすると、エンジンオイルがシリンダー内に漏れてしまい白煙の原因となります。
白煙の悪影響
エンジンオイルが燃えた時の白煙は排気ガスが重たく、停車時に排出された白煙は周囲にとどまりがちになります。色も水蒸気のときとは違って真っ白で、またオイルが燃えた独特な臭い匂いがあります。
オイルが燃焼した排気ガスには普通のエンジンの排気ガスよりも多くの有害物質が含まれており、エンジンオイルに含まれるさまざまな添加物が燃えることが原因です。
そのため人体に対して有害であり、排出規制がなされているとともに白煙を排出している車は整備不良として、警察による検挙の対象です。目視で問題が見えますので、すぐに見つかってしまうでしょう。
さらに走行中などに白煙を吐く車の後ろを走ると、白煙をかぶると一緒に燃え残りの液体のエンジンオイルも飛んでくるのでフロントガラスなどにはオイルが付着し、ワイパーを動かすと油膜が見えます。
この油膜はワイパーでは拭き取ることはできず、視界が悪くなったり、後ほどの洗浄などが必要となります。さらにワイパーの性能が油によって低下してしまうので、白煙を出しながら走っている車は大きな迷惑を生んでいます。
こういった問題があるため、ディーゼルエンジンに限らずガソリンエンジンでも白煙は周囲の人々や環境に大きな影響を与えるものです。
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例外：2ストロークエンジンの場合
ディーゼルエンジンからオイルの燃焼による白煙が排出されている場合であっても、ひとつだけ例外として2ストロークエンジンではそれが正常な稼働状態です。
現在自動車用、バイク用などさまざまなエンジンのほとんどは4ストロークエンジンとなっており、2ストロークエンジンは一部の小型機械ぐらいにしか見られません。
2ストロークエンジンは4ストロークエンジンよりシンプルな構造が特徴で、エンジン本体とシリンダーの一部を吸気の通り道として使っているので、4ストロークエンジンのように燃焼室とエンジンオイルのある場所を分けることができません。
ですが2ストロークエンジンでもエンジンオイルによる潤滑などは必要なので、このエンジンは燃料の中にエンジンオイルを一緒に混ぜて、それを燃焼させながらシリンダーとピストンにエンジンオイルを供給する方式を取っています。
しかしそうなると当然ながら燃料と一緒にエンジンオイルも燃焼してしまうので、白煙が発生してしまうのですが、2ストロークエンジンはこれが正常な状態なのです。
2ストロークエンジンはディーゼルエンジンもガソリンエンジンもありましたが、どちらも白煙の発生があります。
昔はそれでも2ストロークエンジンの特徴であるパワーの高さから幅広く使われてましたが、現在では前述した白煙の問題等もあり、2ストロークエンジンはほとんどが4ストロークエンジンに取って代わられました。
ですが現在でも古い2ストロークエンジン車がわずかながら走っているのを見かけますが、それらは常に白煙を吐いているのでよくわかるでしょう。
なお2ストロークエンジンについては以下の記事でさらに詳しく解説しているので、詳細まで知りたい方はこちらもあわせて参考にしてみてください。
2サイクル(ストローク)エンジンとは？仕組みは？かからない特徴あり？！ディーゼルエンジンの白煙の対処法
もしディーゼルエンジンのテールパイプからエンジンオイル由来の白煙が発生するようになったら、その車のエンジンには大幅なメンテナンスが必要ということです。
白煙の発生が起こるということは、正常なエンジンでは漏れることのないエンジンオイルが漏れているということですので、端的に言えばエンジンが故障しているということです。
この症状だとほぼ100％前述したピストンリングの問題であり、白煙が出ないようにするにはピストンリングを正常に戻さなければなりません。
ですがピストンリングはエンジンの最も大きな部品であるシリンダーヘッドの中に収まっていますので、エンジンを分解しなければ出てきません。
つまりディーゼルエンジンを車から一度下ろし、エンジンを全部分解してピストンやコンロッドを外すところまでやらなければ、ピストンリングの修理はできません。
これは一般的にはエンジンのオーバーホールと呼ばれる作業で、非常に大掛かりなものとなり、費用も数十万円単位のものとなります。
ピストンリングという部品自体は割と小さな物なのですが、その修理はエンジン修理の中でもっとも大掛かりなものです。
つまり白煙の出るようになったエンジンというのはオーバーホールが必要なほど重大な故障である可能性が高く、一刻も速い修理が必要です。
ディーゼルエンジンの白煙の予防対策
ディーゼルエンジンで一度白煙が出るようになってしまうと、前述のオーバーホールをしなければ完全に直すことは出来ません。
ですがそうならないように予防することはある程度可能で、それにはエンジンオイル交換の頻度が重要です。
白煙が出るような状態にピストンリングがなってしまうのは、エンジンオイルの状態が悪くてピストンリングが摩耗したりすることで発生します。
ですがエンジンオイルが正常な状態であればピストンリングの消耗は最小限に抑えられるので、結果的にエンジンの寿命を伸ばすことに繋がり白煙の発生する時期を先延ばしすることができます。
エンジンオイルはエンジンの中で常に循環しており、各部の潤滑や冷却などで少しづつ劣化していきます。
また近年のディーゼルエンジンはターボチャージャーが標準装備となっており、そのターボチャージャーの冷却にもエンジンオイルを使っているので、その熱によってもエンジンオイルが劣化します。
こうして劣化が進んだエンジンオイルは粘度が高くなったり、成分が変質したりして少しづつエンジンオイルとしての正常な働きができなくなっていくので、一定期間ごとにエンジンオイルを交換していくことが重要となります。
近年のディーゼルエンジンではおよそ走行距離5,000kmごと、もしくは半年ごとにエンジンオイル交換が推奨されており、ピストンリングの消耗を最小限に抑えるためにはこの交換インターバルをしっかり守ることが重要です。
またこのインターバルより短い間隔で交換する場合は問題にはならず、より良い状態をキープできるので、将来的な白煙の発生を抑えたければなにより短い間隔でのエンジンオイル交換をおすすめします。
エンジンオイル交換については以下の記事でさらに詳しく解説しているので、詳細まで知りたい方はこちらもあわせて参考にしてみてください。
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