ジェット番数が同じでも濃い薄いが変化する!?キャブレターで最も重要な油面の高さを目視で確認。

<マフラー交換やエンジンチューニングに伴い、エンジンが吸い込める空気量が変化した際に行うのが吸気系のセッティングです。フューエルインジェクションが標準となった現在はプログラムマップの変更で対処しますが、キャブレター時代はジェットやニードルを交換するアナログ手法で行っていました。そんなキャブセッティングの根本にあるのがフロートチャンバー内の油面高さです。 /p>

単純で原始的ながら合理的なフロートとフロートバルブ

ペットボトルをフロートチャンバーに見立ててキャブレターを載せてガソリンを流し込むと、徐々にフロートが浮き上がる。

フロートバルブが閉じた状態でエンジンがガソリンを消費すると油面が低下してバルブが開き、ガソリンが流れ込む。こうして油面が一定に保たれることが、安定したキャブセッティングの大前提となっている。

エンジンが吸い込む空気、具体的に言うならピストンがシリンダーを降下する際に発生する負圧の大きさと流れる空気量に対して、最適なガソリンを供給するのがキャブレターの役割です。始動時にはスターター系、スロットル低開度ではパイロット系（スロー系）、開度が大きい領域ではメイン系と自動的かつ連続的に経路を使い分けるキャブレターは、一切のセンサーや電気的なデバイスに頼らず機能する素晴らしいメカニズムです。

バイクメーカーで開発される市販モデルは、あらゆる気象条件や走行条件の下で必要な性能を発揮できるよう設計され、作り込まれています。エンジンが吸い込める空気量はエアクリーナーボックスの入り口からマフラー出口までの仕様で決まるので、市販車ではノーマルエアクリーナーボックス、ノーマルマフラーでセッティングが決められています。

そのため、エアクリーナーボックスを取り外してパワーフィルターに交換したり、マフラーを交換して吸排気のバランスを変更した際には、キャブレターセッティングの変更が必要になるわけです。

キャブレターのセッティングというとスロージェットやメインジェットやジェットニードルの交換が思い浮かべますが、それ以前に重要なのがフロートチャンバー内のガソリン油面の高さです。エンジンがガソリンを消費するとチャンバー内の油面が低下してフロートバルブが開いて燃料タンクからガソリンが供給され、油面が上昇するとフロートが浮き上がりバルブが閉じてガソリンを停止する。その仕組みはとても原始的ですが、フロートチャンバー内の油面を一定に保つ、それもかさばらずシンプルに保つためには非常に合理的です。このため原付用のキャブでもレーシングキャブでも、フロートとフロートバルブの組み合わせは変わることなく使い続けられています。

同じジェットでも油面が上がるとキャブセッティングが濃くなる?

キャブレターセッティングにとってフロートチャンバー内の油面の高さが重要な理由は、油面の高低がジェットやニードルによるセッティングに影響を与えるためです。フロートチャンバー内のガソリンの役目は、空気とガソリンが混合する通路であるベンチュリーにガソリンを供給するためのプールやバケツのような容器にすぎないと思っているライダーも少なくないでしょう。

しかし実際には、油面の高さによってベンチュリーに吸い上げられるガソリンの量が増減することで、キャブセッティング自体にも影響を与えます。フロートチャンバーにガソリンが入ると、浮き上がったフロートのリップ部分がフロートバルブを押し上げて、フロートバルブの先端がバルブシートと密着してガソリンの流入を止めています。その関係性の中でリップとフロートバルブの当たり方が変化して、フロートバルブが規定値よりも低い位置でバルブを閉じてしまうと、チャンバー内の油面は低く維持されます。逆に規定値より高い位置でバルブが閉じると油面は高く維持されます。

油面が規定値より高くなると、フロートチャンバー内のガソリンはベンチュリーの底部（ボア底）に近づくことになります。するとベンチュリー内の負圧が小さくても、空気の流れが少なくてもガソリンが吸い出されやすくなります。逆に油面が低くなるとガソリンはボア底から離れるため、吸い上げに必要な負圧や空気の流れは大きくなります。つまりこれらを総合すると、基準値より油面が高くなることでキャブレターセッティングは濃くなり、低くなることで薄くなるのです。

ジェットやニードルの仕様は同じなのに、4気筒エンジンで1気筒だけプラグの焼け方が濃くなるような場合、プラグキャップやプラグに問題がある場合もありますが、そのキャブレターだけ油面が高くなっている可能性があります。フロートゲージを用いて測定するゲージ油面が1mm変わるとガソリンの供給量が10％近く変化するというデータもあります。キャブメンテやセッティング時にキャブレターボディを裏返しにしてフロート下部にゲージを接触させて油面を測定する方法はごく一般的ですが、フロートリップとフロートバルブの接触位置や当たり方、フロートバルブのプランジャー内部のスプリング張力の経年変化により、フロートチャンバー内にガソリンが入った際のフロートとフロートバルブの挙動はゲージ計測で決めた油面通りにはならない可能性もあります。

そのため、フロートチャンバーにガソリンを流し込んで測定する実油面がゲージ油面とともに重視されているのです。

フロートチャンバーを透明化すれば実油面やオーバーフローの原因が分かる

フロートの浮力不足のシミュレーションとして、ウェイトとして硬貨を貼り付けてみる。1枚＝1g増では油面に変化はなくフロートバルブもしっかり閉じた。

フロートチャンバー内の実油面を確認するには、フロートチャンバーのドレン部分にホースとゲージを取り付けるのが一般的です。キャブレターのスペックにゲージ油面と実油面が併記してある機種では、その数値と実測値を参照して必要に応じて調整します。すべてのキャブレターにフロートチャンバードレンが付いているわけではありませんが、その場合は別の方法で実油面を測定できます。

手段としてはフロートチャンバーを透明化することで、フロートの動きとフロートバルブが閉じた際の油面を確認します。紹介するのは500mlのペットボトルをカットした簡易チャンバーで、ここに90ccモデル用のキャブレターをセットしてガソリンを注入しています。

フロートのリップを正しく調整した状態でガソリンを入れると、キャブボディの下面より1mm程度下でペットボトルへの流入はストップして、その後も油面は安定しています。実油面のデータが出ている機種では、ボディ下面を基準として上に●mm、下に■mmの範囲というような指定になっている場合が多いですが、キャブボディとペットボトルの油面の位置関係を見ると、ボディ下面からボア底までには一定の高さがあるので、油面が下面より高くなっても即座にオーバーフローするわけではありません。しかしながらボディ下面から油面が上がり、フロートチャンバーガスケットよりも高くなるとフロートチャンバーとの合わせ面からガソリンにじみや漏れが発生する危険性が高くなります。

オーバーフローが発生する理由として代表的なものにフロートリップの調整ミスがありますが、それとは別にフロート自体のトラブルがあります。旧車ではポピュラーな真鍮製フロートの場合、経年劣化やサビによってフロート自体に小さな穴が空き、そこからガソリンが浸入するトラブルがあります。するとフロートの浮力が低下して、油面が上昇してもフロートバルブを閉じられなくなり、結果としてオーバーフローにつながってしまうのです。

パンクした真鍮製フロートは、フロート単品にして振ってみると中からチャポチャポと音がするので分かりやすく、新品に交換するかハンダで穴を埋めることで再使用できます。ハンダを盛ることでフロートの重量が増加して浮力が低下することが懸念されますが、簡易的なテストでは2gのおもりを追加してようやくオーバーフローを再現できました。ハンダ補修で2gものハンダを使うことは少ないので、パッチを使った補修が必要なほどの大穴でなければ、多くの場面でハンダ補修は有効です。