エンジンのウォーターポンプとは？役割・仕組みについて解説！

吸気、爆発、排気、といったプロセスを行うエンジンは高い熱を持ちます。エンジンブロックや内部パーツはアルミや金属でできていますから、一定の温度を超えれば当然融解してしまいます。これを防ぐために、様々な手法で「エンジンの冷却」が考えられてきました。

一番シンプルなものは走行による風を利用した「空冷エンジン」です。しかし冷却効果が限定的であり、より高出力かつ安定したエンジン性能を求め続けた結果、現在の「水冷エンジン」に行きついた、というところでしょう。

この水冷エンジンはご存じのように「冷却水」がエンジン内部を循環する構造となっており、また多層構造として表面積を確保した「ラジエター」により熱をもった冷却水を冷ます構造。しかしこの冷却水を「循環」させなければエンジンを冷やすことができませんので、オーバーヒートしてしまいます。

その為に用意されたパーツがこの「ウォーターポンプ」。これは一定の温度になるとサーモスタットが動き、「水車のハネ」をエンジンの力で動かすことで強制的に水を循環させるものなのです。地味ながらも極めて重要なパーツといえますよね。

もしこのウォーターポンプが作動しなくなってしまうと、オーバーヒートの原因にもなってしまいます。もちろん、そう簡単にこわれるパーツではありませんが、常に冷却水の中を動くものですから「錆び」が原因で劣化、あるいは故障といった事もあるようです。

これを防ぐためには、冷却水(クーラント)に真水は使わずに、きちん専用のものを使用し、残量も定期的にチェックする必要があります。このクーラントは冷却効果は当然として、防腐作用がありますので、錆びの発生を防ぐ事ができるのです。

日本には車検制度がありますから、古いクルマでも最低でも2年に一度はチェックされるでしょう。とはいえ、乗り方や車種、環境によって減り方も変わりますから定期的にボンネットを開けてリザーブタンクを目視すべきですね。もしレベルゲージがＬＯＷに近づいていたらカー用品店で購入して継ぎ足すのがよいですね。
それと冬場においては「不凍液」としての役目がありますが、これも経年劣化で凍結温度が上がってしまう事もありますから、消耗品として認識しておくべきでしょう。

漫画(アニメ)「よろしくメカドック」の後半で「セラミックエンジン」についての言及があります。セラミックはスペースシャトルのボディーパーツにも使用されており、大気圏突入時の耐熱素材として重要な存在でした。これは耐熱性が高く、熱膨張も少ないセラミックの特性ゆえに採用されたのです。

ではセラミックでエンジンを作れば、そもそも「冷却の必要がない」エンジンが出来るかもしれない。冷却水や今回紹介した「ウォーターポンプ」といった補器も必要としないので軽量にもできる…そんな夢のエンジンとして一時期開発されていたものです。しかし2015年現在でもセラミックエンジンは実用化されていませんよね。

この開発が頓挫している理由はシンプルです。冷却しないエンジンのため、エンジン周辺が常に異常な高温になっています。そうすると、吸気の際に「空気が熱膨張」してしまうので、吸気効率が下がってしまい、パワーが出ないエンジンになってしまいます。また燃焼温度が高いため、窒素酸化物の排出量が多くなり排ガス規制をクリアするのも難しくなってしまう。とどめは想像できるように、「製造コストの増加」という事。

こうした理由により、エンジンは「冷却する」事が今後も続くわけです。内燃機がある以上、ウォーターポンプの役目は続く、という事でしょうね。