インジェクタの噴射率(Duty)計算

必要な燃料流量は出力（kW）×燃料消費率÷密度で求めます。300PSは220.65kW、ガソリンの全負荷燃料消費率を300g/kWhとすると66,195g/hとなり、密度0.75で割って88.3L/h。4気筒なら1本あたり367.7cc/minです。550cc/minのインジェクタを基準300kPaに対し350kPaで使うと実流量は550×√（350÷300）＝594.1cc/minとなり、Duty比は61.90%。7,000rpmでの噴射時間は10.61ms、85%までの余裕は37.31%です。

燃料の種類と必要流量の違い

燃圧とインジェクタ流量の関係

※参考計算です。実機の性能表・整備要領書・法令の告示が優先されるため、作業前に必ず該当する仕様書で確認してください。

インジェクタの噴射率(Duty)計算の詳しい解説

Duty比が容量選定の指標になるのは、インジェクタが開いている時間の割合をそのまま表すからです。噴射は1サイクルのうち限られた時間で終える必要があり、常時開きっぱなしに近い状態になると、要求どおりの量を送れなくなります。加えてソレノイドの発熱が増え、開き始めと閉じ終わりの応答が鈍って噴射量の誤差が広がります。85%を上限の目安とするのは、この応答の余裕と冷却の余裕を残すためで、100%まで使い切る設計にはしません。

判断が分かれるのは、燃料消費率をいくつで見るかです。全負荷での値は自然吸気で280から310g/kWh、過給機付きでは320から350g/kWhまで上がります。空燃比を濃くして排気温度を下げる設計では、さらに1割以上増えることがあります。この係数を小さく見積もると必要流量が過小になり、実走行で高回転域だけ薄くなるという危険な状態を招きます。余裕を見た値を採るのが安全側の判断です。

見落とされやすいのは燃圧の扱いです。インジェクタの容量表示は決まった圧力での値で、実際に働くのは吸気管との差圧です。レギュレータが吸気圧を参照する方式なら差圧は一定に保たれますが、参照しない方式では過給時に差圧が下がり、実流量が表示より落ちます。流量は差圧の平方根に比例するため、圧力を1.5倍にしても流量は1.22倍にしかならず、燃圧を上げて容量不足を補う方法には限界があります。

燃料の種類による差も大きく、E85はガソリンのおよそ1.4倍、メタノールでは2倍近い流量が必要です。同じ出力でも燃料を変えるならインジェクタとポンプ、配管の径まで見直すことになります。また小容量のインジェクタを高いDutyで使うより、大容量を低いDutyで使うほうが高回転側は楽になりますが、アイドル時の最小噴射量が制御しづらくなるという別の問題が生じます。実際の適合は実測の空燃比を見ながら詰める必要があります。

点検の面では、噴射量のばらつきも見ておく価値があります。使用を重ねると先端に堆積物がたまり、噴霧の形が崩れて実流量が落ちます。同じ品番でも個体差があるため、流量を測定して組合せをそろえる整備が行われることもあります。容量の余裕を計算で確保していても、実際の噴射が想定どおりでなければ結果は変わります。定期的な洗浄と、必要に応じた流量の測定を組み合わせるのが現実的です。

業界・現場での使い方

よくある間違い・注意点

• カタログ容量をそのまま実流量とする — 容量は基準燃圧での値です。実燃圧との差で1割以上変わります。
• 燃料消費率を自然吸気の値で計算する — 過給機付きでは320g/kWh以上になります。過小評価すると高回転で薄くなります。
• Duty100%まで使える前提で選ぶ — 応答の遅れと発熱で噴射量の精度が落ちます。85%を上限の目安にします。
• 燃圧を上げれば容量不足を補えると考える — 流量は差圧の平方根に比例します。1.5倍の圧力でも流量は1.22倍にとどまります。
• 燃料ポンプと配管を見直さない — インジェクタだけ大きくしても供給が追いつかなければ燃圧が保てません。

関連する規格・公的資料

• 国土交通省 — 道路運送車両の保安基準
• 自動車技術総合機構 — 自動車の審査・検査
• 自動車技術会 — 自動車工学の規格
• 日本自動車工業会 — 自動車製造
• 日本自動車整備振興会連合会 — 自動車整備の実務
• 軽自動車検査協会 — 軽自動車の検査
• 日本自動車部品工業会 — 自動車部品
• 日本自動車タイヤ協会 — タイヤ・ホイール規格
• 日本自動車連盟 (JAF) — 整備・保安の情報
• 日本産業標準調査会 (JISC) — JIS規格

※本ツールは公的基準に基づく参考計算です。医療・法務・税務の判断は最新の告示・規格および専門家の判断に従ってください。

よくある質問（FAQ）

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