バッテリーを外してもエンジンが切れないのは、なぜ？

Question

某カー用品店のピット（作業場）でバイトしていたとき
他のメカニックが、バッテリー交換をするとき、エンジンを
かけたまま（アイドリング）古いバッテリーを外し、新しい
バッテリーに載せ変えるという作業をしていたのですが、
バッテリーのない状態でもエンジンはアイドリングしたまま
でした。不思議に思いマイカーでも実験してみたのですが、
確かにバッテリーを外しても、エンジンは切れませんでした。
ということは、このまま走行も可能ということでしょうか？

しかしではスパークプラグにいく電気はどこから得ているの
でしょうか？サンプルはここ１０年ぐらいのガソリン乗用車です。

またある別のメカニックにこの話をしたら、原理はわからないが、
とにかく危険だからそんなことは絶対してはダメだと言われました。

noname#2748 · Accepted Answer

まず、最初にお断りしておきますが、危険ですので決してそのようなことは行はないでください。

実際には、電気の使用量が少ない状態（エアコンやライトなどがオフの状態）であればアイドリングでもエンジンで駆動される発電機（オルタネーターといいます）で起こす電力で十分間に合いますので、バッテリーを外してもエンジンを掛けておくのに電力不足になることはないので、止まることはありません。

それではなぜ、エンジン回転中にバッテリーを外してはいけないのでしょうか？エンジン回転中は発電機からバッテリーへの充電を行っているので、バッテリーからはそれに伴ってガス（水素と酸素・水が電気分解されて出る）の発生があります。最近のバッテリでは極めて微量ですが、このガスは極めて引火性が強く引火すると爆発的に燃え、バッテリーの破裂を引き起こすことも珍しくありません。バッテリー内部には電解液として希硫酸が入っており破裂すると周囲に飛び散り非常に危険で、場合によっては失明などの重大な事故に至る場合もあります。このような可能性がある部分で電流が流れている端子の取り外しや取り付け（火花を伴うことがあり、引火の危険性がある）を行うことが危険であることは十分理解できると思います。

特にバッテリー自体が寿命に近くなっているような場合や発電機に異常がある場合は多量のガスが発生している場合も考えられるので、決して行わないようにしましょう。ブースターケーブルなどを用いて他の車両から電源の供給を受ける場合にも、マイナス側の端子はバッテリーにではなく（バッテリーに接続したときに火花で引火する可能性があるため）バッテリーから離れたエンジンの金属部分などに接続するようにするのは、バッテリーの近くでの火花の発生を嫌うためです。

kan3 · Answer

最近？、バッテリーをはずすと、カーナビ、ステレオ、時計等がリセットされるのを嫌うため、エンジンをかけたまま作業します。これは先の方々の書き込みの通り、電装品にとってかなり危険な行為です。
ちなみに車種により、エンジンのＣＰＵもリセットされ、エンジンセンサー類の再設定が行われ、故障気味のセンサーからの信号で初期化されエンジンが極端に調子が悪くなることも頻繁に発生しています。これを経験したメカニックがわざとエンジンを切らず作業しているのが実体です。アイドリングなら電圧も上がらず、電装品の故障も発生しにくい訳です。電気化してきた車の難しさです。結論は乾電池等のバックアップ下で交換するのが理想です。しかし、これとて短絡事故が起こると何処が故障するかわかりません。信頼出来る処で整備するしか有りません。

noname#2748 · Answer

おまけ。
あまり読む人はいないのかもしれませんが、バッテリーやブースターケーブルの取り扱い説明書には使用方法の指示が書かれているのが普通で、先に書いたような事柄が書かれています。

tosishun · Answer

No.7です。
オルタネータのロータへの電力供給については私の勘違いだったようでお詫びします。

電子機器についてですが、こちらの関係は素人と行ってしまうわけにも行きませんので、すこし書かせて頂きます。
結論から言ってしまえば、誤動作や回路破壊が起きないという保証はどこにも無いと言うことです。
確かに内部的には、シリーズレギュレータ或いはスイッチングレギュレータで、電圧を変えると同時に安定化させています。
しかしそれらは元々直流入力を前提として設計されています。こういった回路は、中々の曲者で思わぬ誤動作をやらかしてくれます。もちろん設計者は十分なマージンを持たして設計するわけでは有りますが。
また車ではさまざまなノイズが発生するわけで、電子機器では電源にノイズフィルタを挿入するのが普通です。ただし、これは直流で正常な動作をするものです。
脈流のような交流に近いものでは、逆にノイズ発生源となってしまう事も有ります。
勿論ECUのような重要なものは、かなりの安全策が施されているとは思いますが、それが電源入力の大幅な質の低下に対するものかは、甚だ疑問です。
ECUについては一度だけ内部を見る機会が有りましたが、確かに家電品の作りではなく、産業機器の作りでした。しかし、脈流に対する対策と思われるものは、実物を目視した限りでは発見できませんでした。
カーステレオについては何度か内部も見ていますが、脈流に対する対策はしていないと断言できます。
カーオーディオなどの電力を扱うものは、電源からの電圧をもろに素子に印加している場所が有ります。
誤動作したり壊れたりする可能性が有ることをしない事がプロの仕事だと思います。

Min_2 · Answer

追加ですが。。。
　エンジン始動したままバッテリーを交換するというのはカーオーディオの設定を消さないためではないでしょうか？FMの設定とか、なんかそういうの。あとは時計とか。バッテリーを外すとこれらの設定は消える（今は電池でバックアップするのかな？）のでユーザーからクレームが来たからではないでしょうか？
　知り合いの修理工場ではバッテリーを外す前に乾電池８本を使った電池ボックスを繋いでおき、その後でバッテリーを交換してました。BMWなど欧州車では指定修理工場以外で作業するとアラームが消えなくなったりするらしいです。

Min_2 · Answer

いろいろと内容が交錯していますが、以前興味本位でオルタネーターの出力電圧波形をオシロスコープで見たことがありまして。。。
　１０年程度前のクルマでしたらオルタネーター（交流発電機）には整流ダイオードとレギュレータが内蔵されています。オルタネーターは交流発電機ですから出力は交流の電圧（波形はかなり汚い）になります。ダイオードはこれを全波整流して直流の脈流に変換、レギュレーターはバッテリーのチャージ電圧を超えないように電圧を調整しています。
　さて、バッテリーは簡単に言えばエンジン始動のときだけ、放電を行います。エンジンが動いているときはオルタネーターの電圧の方が高いのでバッテリーへは充電しています。だからエンジンをかけているときにバッテリーを外してもエンジンは止まらないわけです。ここでバッテリーは大きな役目をもっています。オルタネーターの汚い脈流を「平滑する」という役目です。これはオーディオの電源についている電解コンデンサと同じ役目を果たします。脈流はカーオーディオやCPUに対してはかなり厳しい電源です。「危険」というのはこのことなのかも知れません。ただしこのくらいの入力電圧波形で破壊されるような電子機器は「安全規格を満たしてない」と思われます。
　Ｆ３のようにCPUもオーディオもない競技車では、軽量化のためにバッテリーを積んでいません。これは問題ありませんが、もちろんエンストしたらエンコです。メカニックさんは往々にして「メカは強いが電気はからきしダメ」という方が多いようです。

noname#2748 · Answer

＃7の方へオルタネーターのローターコイルへの励磁電流は大方のオルタネーターでは出力用のものとは別に設けられたトリオダイオードというダイオードから供給されていますし、トリオダイオードを持たないものでも、発電を開始した後であれば、出力電力のごく一部をそちらに回すだけの話ですので、オルタネーターが出力を失うことはありません。始動直後のオルタネーターが発電を開始するまでの間は確かに外部から電源を必要としますが、発電開始後は外部電源がなくなっても発電を止めることはありません。

電力の質（脈流）に付いては確かに仰るとおりなのですが、実際に安定度が要求されるセンサーや演算回路などでは１２Ｖをそのまま使うことは少なく、それぞれの回路内で安定化された５Ｖ程度の電圧を利用していることが多いのでそれほど影響はないようです。まぁ、サージの発生などを考えればとってもお勧めできることではないことは確かで、それによって電子制御回路が破壊に至らない保証はどこにもないと言うのは確かです。その意味からもエンジン回転中のバッテリーの脱着は可能な限り避けるべきでしょう。

tosishun · Answer

その車って本当にガソリン車ですか。ディーゼル車ではないですか。

オルタネータですが、それ自体も電力を使っています。
電磁石であるロータを磁化するためです。このロータの電力をコントロールして発電量を調整しています。
コントローラであるレギュレータがどんな接続になっていたか思い出せませんので
断言はできませんが、バッテリーが無ければ発電をしなかったように思いますが。

それと発電された電力は、脈流という電圧の頻繁な変化の有るものです。
バッテリーはこれを電圧変化の無い直流に変える役目も有ります。
家電品などの電源回路に有る、コンデンサの巨大なものと考えれば良いと思います。
最近の車は電子機器が多く、これらは上質な電力を要求します。
バッテリー無しでこれらの電子機器を動作させることは、とんでもないことと思いますが。

viw · Answer

ちと補足。

オルタネーターは確かに交流発電機なのですが、全波整流回路を通す事によって直流に近い電流を得るような仕組になっています。
オルタネーターが発する電気はボルテージレギュレーターで１４Ｖ程度に調整され、バッテリーに充電すると共に他の電装品へ電気を供給しています。
なのでやたらと電圧が上がることはありませんし、バッテリーがないからといってオーディオ等が壊れる事もなく、走行も可能なのです。

バッテリーは蓄えられている電気をエンジン始動時や停止中、またアイドリング状態などでオルタネーターが発する電気が不足した場合等に供給し、通常はオルタネーターから充電される立場にあります。
この辺のことはバッテリーとオルタネーターが並行に接続されていることを考えると理解できると思います。

昔の話ですが草レースやってる人でバッテリーなしの車でエントリーしてる人がいました。
軽量化のためなのですが、当然エンスト＝リタイアでした。
始動できませんので。

電気関係をイジる時はバッテリーの端子を外して電気系統を殺しておくのが常識ですから、エンジンをかけたままでバッテリー交換などもってのほかですね。
もう真似しないようにしてくださいね。

pokopeko · Answer

No.2の者です。再度回答します。
エンジンをかけたままバッテリー交換をするメカニックは、こんな重要なことを知らないのか、それとも横着ものなのか？
バッテリーを外すと、オーディオ関係やエンジン制御コンピューターもいったんリセットされます。エンジン制御コンピューターの方は、よほどのことが無い限り、特に問題は発生しませんし、運転者にも分りません。
が、オーディオの方は、メモリーした放送局が消えたりしてしまいます。これは運転者も分りますからね。これをいちいち再設定するのが面倒だから、エンジンをかけたまま作業をしているのかも知れません。でも壊れるかも知れないけど・・・
（まぁ再設定しないで、平気な顔して「終わりましたー」という所もありますが）

バッテリーを外してもエンジンが切れないのは、なぜ？

まず、最初にお断りしておきますが、危険ですので決してそのようなことは行はないでください。

最近？、バッテリーをはずすと、カーナビ、ステレオ、時計等がリセットされるのを嫌うため、エンジンをかけたまま作業します。

おまけ。

No.7です。

追加ですが。

いろいろと内容が交錯していますが、以前興味本位でオルタネーターの出力電圧波形をオシロスコープで見たことがありまして。

その車って本当にガソリン車ですか。

ちと補足。

No.2の者です。

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