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オーバーヒート、そもそも、どうしてダメ?何がマズいの?

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オーバーヒートがいけない理由。

オーバーヒートとは

 オーバーヒートとは

普通、エンジンンはガソリンを内部で爆発させて動きますよね。
で、エンジンはすごく熱くなります。


ある程度熱くならなきゃ、エンジンの稼働効率は低下しますから、一定の温度まで熱くなることはむしろエンジンにとって必要なことです。


通常、一定限度以上に温度が上がりすぎないように、エンジン内部に水の通り道を作って水を循環させています。そしてパイプを通して高温になった水を風に当たりやすいところまで運んで、ついでに扇風機まで使って冷やしてエンジンに再循環させています。そしてその冷却水の循環をせき止めたり通したりの調節を繰り返すことでエンジンの温度を制御しています。


でも、おもに冷却システムの不具合で一定の許容限度を超えてエンジンが熱くなりすぎることがあります。


エンジンが規定温度以上に過熱してしまうことを「オーバーヒート」といいます。



知覚できる症状としては、
■水温計が異常に上昇する
■赤色の水温警告灯が点灯する
■甘い薬品臭がする
■ぼこぼこ音(水が沸騰する音)が聞こえる
■エンジンルームから白煙がたちこめる
■エンストする
という感じです。


非常によろしくない状況です。

そもそも、「熱くなりすぎると、なんでダメ?」と思ったことはありませんか?

 そもそも、「熱くなりすぎると、なんでダメ?」と思ったことはありませんか?

でもそもそも、なんでエンジンが熱くなりすぎるといけないのでしょうか?

エンジンは木製ではありません。燃えないです。
プラスチック製でもありません。溶けないです。

エンジンは金属ですよね。多少過熱になったからといって、そんなに不具合なことがあるのでしょうか?

べつに多少熱くなったからと言って騒ぐほどのことではないんじゃないの?と思われたことはありませんか?

エンジンが熱くなりすぎるとダメな理由。根本的には?

 エンジンが熱くなりすぎるとダメな理由。根本的には?

エンジンは金属でできています。
でも、まるごとひとつの継ぎ目のない容れ物のなかにエンジン内部のいろいろな機構が格納されているわけではありません。

おおきく言って3つのブロックから構成されています。
イメージとして言えば、上、中、下の3つです。

いちばん上はガソリンが爆発する部屋のあるブロック。(アルミ合金製)
真ん中はピストンが上下する筒状の部屋のあるブロック。(アルミ合金もしくは鋳鉄製)
いちばん下はエンジン内部を潤滑するエンジンオイルの貯蔵スペース。

オーバーヒートの場合に問題になるのは、いちばん上のブロックと真ん中のブロックの継ぎ目の箇所です。

エンジンでは、いちばん上のブロックと真ん中のブロックを「ぴたっ」とあわせて、ガソリンがもえる部屋を作っています。

このとき、上&中のブロックのつなぎ目は「超ぴたっ」と密着していることが必要です。

ガコガコした金属の塊(アルミ合金など)のエンジンのブロックどうしをぴたっとくっつけるためにはどうするでしょうか。

セメダインや糊やゴムじゃ話にならないです。

じつは柔らかい金属(銅など)のシート(パッキン、ガスケット)を間に挟んで圧着しているんですね。
柔らかい金属シートに硬いアルミ合金のエンジンブロックがめり込んで超ピッタリピタッと上&中のブロックがくっついてるんです。

で、エンジンが熱くなるとどうなるのでしょうか。

エンジンが熱くなるということは、エンジンの各部位が熱くなるということですよね。
熱くなると金属は膨張します。
金属はそれぞれの種類で膨張率が違うんですよね。

で、アルミ合金のエンジン本体のブロックとすき間に挟まっている柔らかい金属の膨張率は違うんです。
一定限度を超えて、熱くなりすぎると膨張率の違うブロックとすき間シートがそれぞれ異なる膨張具合で膨らんでしまいます。結果、いちばん上のブロックと真ん中のブロックの間がぐちゃぐちゃになってすき間ができてしまいます。
ぴたっと圧着していたふたつのブロックで作られていたガソリンの爆発部屋の気密性がなくなってしまいます。

結果、ガソリンが爆発して発生するすごい圧力の爆風というか燃焼ガスが継ぎ目にできたすき間からぷしゅぷしゅ漏れ出してしまいます。

密封されていた部屋でガソリンを爆発させてその爆風でエンジンを動かしていたのに、その爆風はスカスカに抜けちゃうんですね。そうなればエンジンはアウトです。燃焼ガスの横漏れが大きいとエンジンは動きませんし、漏れが少なくても出力不足になります。


オーバーヒートがヤバいのは、エンジンの継ぎ目がスカスカになって、ガソリンをせっかく爆発させてもその爆風がエンジンを動かす力にならずに燃焼室の横から抜けてしまうからです(圧縮抜け)。これが根本です。
この状況を俗に「ヘッドが抜けている」といいます。

オーバーヒートがダメなそのほかの理由。

 オーバーヒートがダメなそのほかの理由。

【エンジンオイルが逃げ出して、冷却水と混ざりこむ】
エンジン内部には、エンジン内部の潤滑のためにエンジンオイルが循環しています。エンジンの上&中のつなぎ目がぐちゃぐちゃになると(ヘッドが抜けてしまうと)、その隙間からエンジンオイルが逃げ出します。

また、エンジン内部にはエンジンを冷やすために水の通る穴というか通路が設けられています。上のブロックと真ん中の本体ブロックを上下に巡っています。当然上下のつなぎ目がぐちゃぐちゃになるとそこからも水が逃げ出します。

結果、ぐちゃぐちゃになったすき間をつたってエンジンオイルや冷却水が混ざりこんだりします。

ガソリンの爆風の横洩れも、すき間をつたって冷却水の水路に侵入します。



そういうことで、「この車、今回のオーバーヒート事件ががどの程度までエンジンにダメージを与えてるのかな?」「ヘッドが抜けてしまってないかな?」ということを簡易的に調べる場合、エンジンが冷えるのを待って、冷却水が少なくなっているのであれば補充したうえで、エンジンをかけて、ラジエーターキャップを外した注水口の冷却水の水面に泡が出ないか、オイルが浮いてきていないか見てみることが多いです。
(一般のお客さまは、やらないでください)

ラジエーターの冷却水の水面に泡がポコポコでてきていたら、それはガソリンの爆発した燃焼ガス・爆風の横洩れです。オイルが浮いてきていたら、それはエンジンの継ぎ目をつたって冷却水の水路に侵入したエンジンオイルです。

こうなれば、オーバーヒートのせいでエンジンの継ぎ目がぐちゃぐちゃになっているということで、安い修理ではすみません。



【エンジンのピストンとピストンが往復するシリンダー・円筒の内壁が焼き付いてしまう】

あまりないことですが、エンジンが超・過熱しすぎると、継ぎ目がスカスカ&燃焼ガス横洩れのダメージの段階を超えて、エンジン内部の潤滑をしているエンジンオイルも用をなさなくなって、エンジン内部が焦げ付いてしまいます。
そうなればもう、エンジン丸ごと乗せ換えですね。ふつう修理はしません。まるごとエンジン交換です。
でもふつうは、そこまで超・過熱するまえにエンジンのヘッドが抜けてエンストしてしまい、エンジン内部の焼きつきまではいかないです。
※エンジン内部の焼きつきの原因はほとんどがエンジンオイルのメンテナンス不良です。

オーバーヒートの修理でのポイント。①原因の特定と部品交換。②ダメージの程度確認と処置。

 オーバーヒートの修理でのポイント。①原因の特定と部品交換。②ダメージの程度確認と処置。

オーバーヒートの故障診断・修理にはふたつの要素があります。


ひとつ目は、オーバーヒートの症状を出すにいたった原因の特定と、交換必要部品の特定です。
オーバーヒートによるダメージを修理しても、エンジンが異常に熱くなった原因を特定して改善しなければまたオーバーヒートが起こるだけですから。


ふたつ目は、今回のオーバーヒートがエンジンに与えたダメージがどのレベルまで及んでいるかです。
オーバーヒートを引き起こした原因部品を交換しても、ほかの部位にダメージが及んでいるのを放置したままでは今度はそこが原因でまた故障が起こるだけです。


手順的には、
① お客さまからのトラブル時の状況の十分な聞き取り。運転前、異常に気付いた時、その後の経過。警告灯・水温系の類、臭い、音、白煙など。整備履歴の確認。

② 修理着手前の現状把握。エンジンの始動性能、音、臭い、冷却水の残量など。

③ 冷却水の補充&エンジン稼働&一定時間経過観察。

の段階を踏みながら、オーバーヒートの原因と今回のダメージの確認を行っていきます。

オーバーヒート、早目に気付けば。比較的安くて済む場合。

 オーバーヒート、早目に気付けば。比較的安くて済む場合。

安く済むケースは、オーバーヒートによるダメージが進行しないうちにオーバーヒートに気付いて対応ができた場合です。 「ヘッドが抜けて」しまっていない状況です。

その場合はオーバーヒートを引き起こした原因箇所への処置で済みます。
オーバーヒートの原因はいくつかあります。


ふつうは、エンジンを冷やす冷却系統の不具合が多いです。


【エンジンを冷やす仕組み】
ポンプ(ウォーターポンプ・エンジンに付属してます)をつかって冷却水に圧力をかける → エンジンの中に設けられた水路に水が通る。水路を通る水がエンジンの熱を奪う → 一定以上水温が上がれば水門・門番みたいな部品が水を通す → 水門を通った熱水はホースを通って → 風通しのいい場所にあるあみあみ細管(ラジーエーター)で冷やされる。自然の風だけじゃ足りないので扇風機もある → ポンプ(ウォーターポンプ)へ→ そしてエンジンに


車種によってそれぞれポイントとなる部品や部位の循環過程の順路順番はちがいますが、構成要素としてはこんなかんじです。

①ウォーターポンプ(水を圧送する)(ベルトで回されるものが多いです)(エンジンに組付けられています)
②エンジン本体の中を通る水路(冷却水がエンジンから熱を奪う)
③温度によって開閉して水の循環を管理調節する水門(サーモスタット)
④水を通すホース・パイプ
⑤あみあみ細管で構成されて通した熱水の放熱をするラジエーター&扇風機(ラジエーターファン)
⑥ホースを通ってウォーターポンプへ

※ちなみに、この仕組みの中で熱水を室内側に通したものが車内の暖房に使われています。




【いちばん安く済むケース】
■ラジエーターのキャップを完全に閉めていなかった、斜めに閉めこんでいた場合。(&ヘッドが抜けてしまっていない状態)


症状としては水温計が異常に高い温度を表示した、水温警告灯が点灯した。ボンネットから白煙が噴き出た。ボコボコ沸騰音がした。甘いような薬品臭がした。などです。

(エンジン稼動して冷却水の圧力上昇→ラジエーターキャップちゃんと閉めていないので、キャップの隙間から冷却水が漏れ出す・甘い薬品臭→冷却水が足りなくなる→エンジンが過熱→残った冷却水が沸騰→逆流、白煙、沸騰ボコボコ音、臭い、水温計上昇、警告灯点灯など)

初期に気づけばヘッド抜けも起こらず、安く済みます。


でもたぶん、前回ラジエーターのキャップを閉めそこなった人のミスでしょう。
たまにあります。

ミスした人の責任です。
お金をもらって整備する整備工場さんのしわざだったら、少なくとも、その整備工場さんはお客さまにお詫びこそすれ、整備代のお金は請求できないでしょう。道義的に考えて。ふつうは。


【部品の劣化、故障など単品部品交換で安く済むもの】
■部品代が比較的安い単品の部品からの水漏れ(&ヘッドが抜けてしまっていない状態)
■ラジエーターキャップ
■各ホース
■各パイプ
■ウォーターポンプを駆動するためのベルトが劣化(切れている/摩耗して空回り)

症状としては、水温計が異常に高温、水温警告灯が点灯。ボンネットから白煙が噴き出た。ボコボコ沸騰音がした。甘いような薬品臭がした。などです。
それに気づいて走行をやめてそれ以上エンジン温度を上げなかったケースです。

(ホースなどが劣化→水漏れ→水が足りない→エンジンが過熱→残った冷却水が沸騰→逆流、白煙、沸騰ボコボコ音、臭い、水温計上昇、警告灯点灯など)

(ウォーターポンプ回すベルト不具合→ウォーターポンプ回らない→冷却水循環しない→エンジンが過熱→冷却水が沸騰→逆流、白煙、沸騰ボコボコ音、臭い、水温計上昇、警告灯点灯など)

ヘッドが抜けていないなら、単品の部品交換ですむ場合が多いです。


※ただ、水漏れの場合、水漏れの進行に気づかずに冷却系の水が一定限度以上に抜けて極端に水が少ない状態で走行し続けた場合は、白煙や沸騰音もしないうちにエンストします。
水温計が感知してくれる冷却水そのものがないので、水温計も上がりません。
この段階まで来ていれば、エンジンのヘッド抜けもしくはエンジン焼き付きまで気づくことなく一直線です。



※昔は水の循環の門番をするサーモスタットが故障して閉じたままになって水が循環せずにエンジン内部に閉じ込められた冷却水が沸騰して逆流する故障がありましたが、最近はほぼ見なくなりました。


いまのサーモスタットは故障したら開きっぱなしになるものが多いです。
ですからサーモスタットの故障でオーバーヒートになることは少なくなりました。
その代わりその状況では冬に暖房が極端に効かなくなります。正常な状態ではエンジンが一定温度に暖まるまでサーモスタットが水の循環をせき止めるのですが、サーモスタットが開きっぱなしだとエンジン内部に絶えず冷えた水が流入するのでエンジンがちっとも暖まりません。その結果、温水を室内に導入して利用する室内の暖房が全然効かなくなります。




※単なる水漏れでも、冷却水のメンテナンスが極度に劣悪な状態で、金属製のパイプが内側から腐食してい穴が開いて漏水している場合があります。その場合は今回漏れたのがたまたまパイプだっただけで、ラジエーターやエンジン内部の水路もサビサビの老廃物だらけだったりします。それアウトです。車を買い替えてください。「ちょこちょこしか乗らんけんが車検のときでも何も交換せんでよか!」ということでず~っと冷却水(LLC)交換をしてこなかった軽トラックなどに多いですね。




【部品のみ交換で済んで、目が飛び出るほど高くはないもの】

■ラジエーターファン(扇風機)などの故障(&ヘッドが抜けてしまっていない状態)
→ラジエーターファンの交換。(純正新品、たまに中古部品使用)


症状としては、水温計が異常に高温、水温警告灯が点灯。ボンネットから白煙が噴き出た。ボコボコ沸騰音がした。甘いような薬品臭がした。などです。

結構おおい故障原因のひとつです。
ラジエーターファンの故障の場合は、水漏れと違って、冷却水はたっぷり入っているので、エンジンで沸騰した冷却水がラジエーター補助タンクなどから逆流して噴き出すことが多いです。

温泉みたいに白煙が立ち込めたりするので発見しやすいです。

どれだけ早く気付くかが分かれ道です。白煙やボコボコ沸騰音に気づかずに走り続ければ、ヘッドが抜けてエンストです。



【それなりに高くつくけど、最悪の状況ではない場合】
(ヘッドが抜けてしまっていない状態)

■ラジエーター本体の水漏れ、内部の詰まり→交換(純正新品、社外新品、リビルト部品、現品修理、中古部品)

■ウォーターポンプの故障→交換(純正新品、リビルト品)

おなじ水漏れ系の原因でもホース単品交換などのように安くはありません。
5~6万円以上かかるケースが多いです。

症状としては、水温計が異常に高温、水温警告灯が点灯。ボンネットから白煙が噴き出た。ボコボコ沸騰音がした。甘いような薬品臭がした。などです。


これも、水漏れの進行に気づかずに走り続けて、一定限度以上冷却水の残量が少なくなればあっという間にヘッド抜けです。この場合水がないので水温計も反応してくれないことも多いです。



オーバーヒート、手遅れな場合。高額修理の場合。

 オーバーヒート、手遅れな場合。高額修理の場合。

手遅れになった場合、つまり、エンジンの継ぎ目がスカスカになって、ガソリンをせっかく爆発させてもその爆風がエンジンを動かす力にならずに燃焼室の横から抜けてしまっている状態です。
いわゆる「ヘッドが抜けてしまっている」状態です。

この場合、オーバーヒートにいたる原因となった部品部位の交換に加えて、
ぐちゃぐちゃになったエンジンのつなぎ目を修理する必要があります。
ざっくりいえば、上のブロックと真ん中のブロックを外して、双方のあわせ面を削りなおしてまっ平らにして新しいパッキン(柔らかい金属製のシート)(ガスケット)を挟んで組付けなおす作業です。

手間がかかります。

① エンジンの周りの各部品・装置を外して、エンジンをむき出しにした状態にします。

② エンジンの上のブロックのさらに上からかぶさっている金属製のカバーを外します。



③ すると吸気バルブ(エンジンの燃焼室にガソリンの混合気を導入する開閉弁)、排気バルブ(ピストンを動かして役目を終えたあとの燃焼ガスを排気する開閉弁)、バルブを制御する各機構がぎっちり詰まっています。
それを分解、外していきます。


④ そのあとで、上のブロックと真ん中のブロックを分離させます。


⑤ ブロックの接合面を研磨するのは、専門の業者さんへの外注になります。

通常は上の燃焼室側のブロック(アルミ合金製)のブロックを研磨外注にだします。
車種や状況によっては真ん中のブロックまで研磨外注に出すこともあります。
(真ん中のブロックが従来型の鋳鉄製の場合は研磨の必要がないことが多いですが、アルミ合金製なら状況によっては研磨の必要があります)

もちろん、劣化した柔らかい金属製のすき間剤、パッキン(ガスケット)もきれいに除去します。




⑥ 外注先から戻ってきたら、新しいパッキンを挟んでブロックを接合させて、分解していった逆工程でエンジンの各部位や周辺部品・装置を組付けていきます。

この作業を一般に「ヘッド乗せ換え」といいます。


オーバーヒート発生原因箇所の整備も絡んできますので、10万円じゃ全然足りない費用になります。
20万円以上になる場合もあります。

 オーバーヒート、超手遅れな場合。エンジンまるごと乗せ換え。

エンジンのヘッド抜け、ヘッド乗せ換えの整備では対応できない場合です。

エンジンが焼き付いている場合などです。
エンジンを乗せ換えるしかありません。

新品のエンジンはちょっとした中古の軽自動車が買えるぐらいの価格だったりしますので、
通常は再生エンジン(いわゆるリビルト品)(中古エンジンを整備しなおしたもの)や中古エンジンを検討しています。

あるいは、ラッキーなことに安くて程度のいい中古エンジンが入手できるなら、ヘッド乗せ換えではなくて、はなっから中古エンジンに乗せ替えを選択する場合もあるでしょう。



たまに、ラジエーターの内部が極度に錆ついていて、その錆がエンジン内部の水路にまでまわって固着していたり、水路をほとんど詰まらせてしまっているような場合もエンジンの再生は不可能ですので、エンジン交換です。

 日頃のチェックポイント&車検の時には、お金ケチらずにちゃんと冷却水交換。

・・・・・書きかけです。


【日頃のチェックポイント】
定期的なオイル交換の時についでに冷却水チェックすれば大丈夫でしょう。


【車検の時に】
車検の時にちゃんとLLC(冷却水)を交換すればいいです。そんな高くないです。
1,000~2,000円あれば足ります。あと工賃と廃冷却市水処分料がちょいかかります。

ちなみに、LLCを充填するのをケチってただの水をいれて長期間放置も非常に良くないです。
冷却系の循環装置全般がサビサビになります。たま~に冷却水が茶色になってる軽トラックとかお見かけしますね。アウトです。

LLC(冷却水)交換をさぼれば、数千円ちょっとは浮きますが、長年乗りたいということなら、その代償は案外高くつきます。


※あとで各項目のところにへたくそだけどわかりやすいイラストを入れときますね。

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