電子ウォーターポンプが自動車冷却システムに革命をもたらす理由

従来のウォーターポンプはベルト駆動部品です。つまり、エンジンからゴムベルトの回転として供給される機械的回転エネルギーを利用して、内部ポンプ機構を駆動します。

ポンプ内のインペラがエンジン冷却水をエンジンブロックに送り、吸気行程で熱を吸収させ、ラジエーターで熱を放出させ、再びポンプへ循環させます。電子ウォーターポンプが機械式に比べて自動車にもたらすメリットを詳しく見ていきましょう。

電子ウォーターポンプとエンジン

ウォーターポンプが作動している典型的な車載エンジンは、約93.3℃の比較的快適な環境を維持し、車もドライバーも満足です。では、なぜ電子版を導入することがこれほど良いのでしょうか？ エンジンベルトのエネルギーを消費するアクセサリーは、すべてコストを伴います。

車両の馬力、燃費、またはその両方を低下させます。エアコンをオンにするとエンジンがベルト駆動のACコンプレッサーを駆動し、一定回転数を維持するためによりハードに働かなければならないため、燃費が悪化するのをご存知でしょう。ウォーターポンプについても、同じ寄生的エネルギー損失が持続します。

電子ポンプのメリット

電子ウォーターポンプはベルト動力を必要としません。代わりにバッテリー電力で駆動します。そのため、「熱力学の法則ではエネルギーを創造も消滅もできないのでは？ ベルト駆動オルタネーターによりバッテリー充電用により大きな負荷をかけるだけでは？ エネルギー損失は他で補われ、性能に影響するのでは？」と疑問に思うかもしれません。熱力学の法則は依然として成り立ちます。しかし、機械式ウォーターポンプは常にエンジン回転数に比例した速度で回転します。

その結果、エンジン温度が実際に冷却を必要としていない時でも大量の冷却水を循環させ、エネルギーを浪費します。一方で、猛暑日のハードドライブ後にエンジンを停止した時など、エンジンが必要とする冷却能力以上を得られないケースもあり、エンジン部品の早期摩耗を招きます。対照的に、電子ウォーターポンプでは、メーカーが所定の温度範囲でエンジンに通過する冷却水量を設定可能です。

したがって、実際により効率的で、エンジンの特定冷却要件により適合します。運転スタイルによっては、電子ウォーターポンプにより必要時に馬力アップ、燃費向上、エンジン寿命延長（圧力低減による）が期待できます。

電子ウォーターポンプと冷却システム

高性能エンジンでは冷却の必要性を過小評価してはいけません。すべての水冷車は、エンジン周りに水を循環させ、ラジエーターで熱を放出する原理で動作します。多くはサーモスタットバルブが開くまでエンジン内に水を留め、その後ラジエーターへ循環させます。一部メーカーは機械式ポンプの代わりに電子ウォーターポンプを採用し、アフターマーケットでの電子ウォーターポンプ組み立ても登場しています。それらの性能メリットは何でしょうか？

機械式ポンプの欠点

ほとんどのウォーターポンプは機械式で、クランクシャフトで駆動されます。これには2つの欠点があります。第一に、水のポンピング量がエンジン回転数に比例します。したがって、ハードドライブ後に急減速すると、水のポンピング速度が低下し、エンジンの冷却に時間がかかります。

第二に、ウォーターポンプはクランクシャフトから動力を取ります。通常大型で、インペラを回すのに相当な力を要します。記録によれば、170馬力エンジンでウォーターポンプ単体の動力損失は最大17馬力に達します。電子ウォーターポンプのメリットを見れば、なぜ標準装備ではないのか不思議ですが、やはりコストがネックになることが多いのです。

モータースポーツで長年使用されてきた電子ウォーターポンプは、これら2つの問題を解決します。追加電流を消費するため、エアコンユニットと同様にオルタネーターに負荷がかかる点は留意が必要です。電子ウォーターポンプは、メインポンプとコントローラーがキットとして提供されます。

高度な制御

より高度なコントローラーを使用すれば、車内からエンジンの作動温度を選択可能です。ウォーターポンプのメリットは、水循環が温度に比例することです。水温が高いほどエンジン内を高速で循環し、冷却を助けます。

これにより、実際に必要な時のみポンプが作動し、エンジンを迅速に暖機し、最適な作動温度を維持できます。既存のウォーターポンプインペラとサーモスタットを取り外す必要があります。電子ウォーターポンプがそれらを置き換えるためです。ポンプ全体を分解する必要はなく、プーリーを残せば新しいベルトの取り付けも不要です。

温度設定

電子ウォーターポンプの大きなメリットの一つは、車の作動温度を簡単に選択できることです。温度を下げればエンジン出力が向上し、上げれば燃費が改善します。渋滞中でもエンジンが危険なレベルに達することはなく、ラジエーター冷却水がエンジン周りをより速く循環するため、ラジエーター冷却ファンの負荷が軽減されます。

電子ウォーターポンプの取り付けは非常にシンプルですが、車種ごとに冷却システムが異なるため、ここでは詳細を提供できません。ポンプは通常、ラジエーターへの流量を操作するスイッチの近くに直列設置します。ホースを切断してウォーターポンプを挿入し、車の点火回路に接続します。設定によっては、車両停止時にもウォーターポンプを作動させ、エンジン停止後も冷却を継続できます。

電子ポンプのデメリット？

一般的に、電子ウォーターポンプの耐用年数は機械式ウォーターポンプより長くありません。多くのメーカーが機械式ポンプを7年ごとに交換することを推奨しています。電子ウォーターポンプもバッテリーに負荷をかけますが、クランク駆動の機械的負荷と同種の損失は生じません。

取り付けと設定が難しい場合があります。自車専用に設計されたキットの購入を強く推奨します。しかし、人気は高まり続けており、正しく設定すれば車の走行性能を真に向上させられます。