デコンプレッション機構

デコンプレッション機構：エンジンの始動性と振動制御の鍵

デコンプレッション機構は、レシプロエンジン（往復動エンジン）のシリンダー内圧力を解放することで、始動性を向上させ、振動を低減させるための機構です。主に、始動が困難な大排気量エンジンや、頻繁な始動停止を繰り返すエンジンに搭載されます。デコンプ機構、あるいは略してデコンプと呼ばれることも多いです。

オートバイエンジンにおけるデコンプレッション機構

350cc以上の単気筒オートバイエンジンでは、爆発間隔が大きいため、人力での始動が非常に困難で危険が伴います。そこで、デコンプレッション機構が活躍します。

キックスターターを用いた始動時、圧縮上死点付近でピストンを止め、キックペダルを蹴り始めると、クランクシャフトの回転抵抗が最小限に抑えられ、容易に始動できます。しかし、圧縮上死点手前でシリンダー内圧が上昇し、抵抗が大きくなるため、デコンプレッション機構は、この抵抗を軽減するためにシリンダー内圧を解放します。

機構としては、排気バルブまたは専用のデコンプバルブを開放することで圧力を逃がします。バルブの開放は、ハンドル操作によるレバーや、キックペダル連動のオートデコンプで行われます。始動位置を知らせるキックインジケータを備えた車種もあります。例えば、ヤマハSR400はデコンプレバーとキックインジケータの両方を備えています。デコンプ機構やキックインジケータは補助機構であり、エンジンにとって必須ではありません。熟練者であれば、デコンプを使わずに始動できる場合もあります。

汎用エンジンにおけるデコンプレッション機構

草刈り機やチェーンソーなどのリコイルスターター式汎用エンジンにも、デコンプレッション機構が採用されています。25cc以下の4ストロークエンジンでは、電磁弁式デコンプレッション機構が、オペレーターのボタン操作またはリコイルスターターの紐の位置を検知して自動作動します。35ccを超えるエンジンでは、DSP（DECOMPRESSION VALVE STARTING）と呼ばれる機械式バルブの開閉機構が一般的です。DSPは、1966年にマッカラー社によって手動式が開発され、1972年には自動式が登場しました。停止時はバルブが開いており、クランキングでピストンが動き始めるとシリンダー内圧によって自動的に閉鎖されます。

近年では、2ストロークエンジン向けに、排気ポートの形状を工夫することで低速回転時にデコンプレッション効果を得る排気デコンプ構造も広く使われています。

ディーゼルエンジンにおけるデコンプレッション機構

古い予燃焼式ディーゼルエンジンには、セルモーターの負荷軽減や、エンジン停止を目的としたデコンプレッション機構が搭載されていました。ディーゼルエンジンは圧縮比が高く、昔のセルモーターやバッテリーでは始動が困難だったためです。イグニッションスイッチを切ってもエンジンが回り続けるのを防ぐためにも利用されました。

小型ディーゼルエンジンでは、人力始動の容易化のため、デコンプ機構を作動させながらクランクハンドルを回し、十分な慣性モーメントを得てからデコンプをオフにする方法が用いられます。旧日本軍の戦車などでは、始動電動機のみでの始動を可能にするために様々なデコンプ機構が採用されていました。例えば、九五式軽戦車の14.3L直列6気筒エンジンでは、排気弁プッシュロッドの作動を制限することで、各気筒独立してデコンプ機構を操作できました。九七式中戦車の21.7L V型8気筒エンジンでは、カムシャフトをスライドさせて減圧カムに切り替える手動式可変バルブ機構が用いられていました。

ガソリンエンジンにおけるデコンプレッション機構

一般的なガソリンエンジンでは、始動性向上のためのデコンプレッションは必ずしも必要ありません。しかし、始動時の振動低減のために用いられることがあります。特に、ハイブリッド車やアイドリングストップ車では、エンジンの再始動が頻繁に行われるため、振動低減は重要です。

一般的な手法として、可変バルブタイミング機構を用いて吸気弁を遅く閉じ、吸気を戻すことでデコンプレッションを行います。可変バルブタイミング機構（油圧式）では、エンジン停止時に吸気カムが最遅角位置（吸気弁遅閉じ）でロックされるため、この位置をデコンプが得られる時期まで遅らせることで、始動時のデコンプが自動的に行われます。しかし、吸気弁の遅閉じは始動時間を長くしたり、始動性を悪化させる可能性もあるため、最適な閉弁時期が設定されます。近年では、中間ロック方式や電気式可変バルブタイミング機構の開発により、振動低減と始動時間の両立が可能になっています。

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