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2018年2月23日 (金)

過給機

EVへの関心が高まっているが、未だに主流は内燃機関。そんな内燃機関のエンジンにおいて、現在ではスタンダード的な補機となってきたのが過給機だ。今や、ディーゼルエンジンではターボチャージャーは不可欠な装備。既に、補機とは言っていられないだろう。ガソリンエンジンにおいても、ダウンサイジングターボということで、小さなエンジン+ターボチャージャーというのが一つのトレンドとして定着してきている。

そんな過給機だけど、過給機には様々な種類がある。
最もポピュラーなのがターボチャージャーに代表される圧力式過給機。これと対するのがルーツブロア等に見られる容積式過給機である。圧力式過給機では過給機駆動にはタービンを使うモノが多いけど、後付けの過給機では過給機自体をベルトやモーターで機械的に駆動するモノもある。一方で、容積式過給機の場合は殆ど全てがベルトで機械的に駆動するモノとなっている。

過給機としては、タービン駆動の圧力式過給機であるターボチャージャーがポピュラーであり、機械駆動の容積式過給機であるルーツブロアが少数派と言える。
まぁ、ターボチャージャーは構造が簡単でパーツもコンパクトというメリットを持つが、機械式スーパーチャージャーではパーツが大型で重量もソコソコというのが嫌われる要素となっているのだろう。

しかし、機械式スーパーチャージャーが全然ダメか?といえば、そうではない。極低回転域では圧力式過給機では規定圧に達しなければ過給効率は高まらないが、容積式過給機の場合は、確実に必要な流量を確保出来るのが最大のメリットといえる。低回転域において確実に過給を行うという点に着目すれば、未だに容積式過給機であるスーパーチャージャーにも活路があると言える。

私事だけど、我が家のプロボックスには容積式過給機であるスーパーチャージャーを装着しているが、アイドリング域からノーマルとは比較にならない強力なトルクをダイレクトに取り出す事が出来る。同じ1.5Lにターボを装着したカローラ・フィールダーGTの乗り較べれば、低回転域からのトルクを活かした立ち上がりの強力さには雲泥の差があるのが現実である。

とは言っても、一般には少数派の機械式の容積式過給機であるスーパーチャージャーだけど、次世代内燃機関として登場したスカイアクティブXにも、高応答エア供給機という名称で、ベルト駆動のルーツブロアが装着されている。

スカイアクティブXの試乗記や技術解説が多く出回ってきたが、このエンジンのSPCCI点火によるHCCI燃焼の制御とのことだけど、高回転域では通常の火花点火による燃焼モードに移るという。逆に言えば、低回転域こそ圧縮着火によってHCCI燃焼が実現出来るという。このHCCI燃焼の実現では、低回転域における高圧縮環境が不可欠で、それを実現するために、低速域で確実に過給出来るルーツブロアを採用したのかもしれない。
詳しい事は判らないが、HCCI燃焼ではない高回転域においては、このスーパーチャージャーは切り離されるのかもしれない。

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