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| 001スーパーチャージャー |
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スーパーチャージャーとは、クランクシャフトの回転力を 使って空気を圧縮させ、エンジン内部に送りパワーアップをはかる装置のこと。
効率面で見るとふりな部分もあり、現在は限られた車種にしか採用されていない。
遠心式 [編集]遠心式圧縮機を利用、主に航空機用のレシプロエンジンに使用された方式で、自動車用としても使用されることがある。
航空機は、気圧が低く酸素が少ない高空を飛行するため、過給機を必須としていた。
高度によって過給機の回転速度を切り替えることができるものもあり、一段二速と呼ばれる。また、高々度での性能を高めるために複数の過給機を持つものもあり、一段目の過給機で圧縮された空気をさらに二段目で圧縮する方式は二段過給と呼ぶ。
一段目と二段目の間で圧縮され、高温高圧になった空気を中間冷却器（インタークーラー）で冷却するエンジン（例・英国ロールス・ロイス マーリン）や、スーパーチャージャーとターボチャージャーを組み合わせたエンジンも存在した。
二葉ルーツ式ローター a→b→cの順に圧力が高くなる 三葉ルーツ式の吐出部元々は産業用の送風機として開発された方式で、「ルーツブロア」とも呼ばれる。
1860年にルーツ兄弟が溶鉱炉の送風機として特許を取得した。
その後、1900年にゴットリープ・ダイムラーが特許を取ったエンジンの過給機として使われた。
ふたつのローターがかみ合い、吸気を圧縮することによって過給する。
旧来のものは断面が繭型の二葉式であり、加工が簡単なためにこれが多用された。現在は主にねじれた三葉式のものが用いられる。二葉式と三葉式では吸気、吐出部位が異なる。
イートン・コーポレーションでは四葉のものも開発している。内部圧縮は無く、高圧過給には向いていない。
かつては二段過給式もあり、レース用エンジンに使用された。
ルーツ式が機械式スーパーチャージャーによく使われるのは、過給機に取られるロスを少なく抑えやすいためである。
ファンを用いた方式とは異なり、空気の吸入側と吐出側が常に完全に仕切られる構造のため、停止状態でも吐出側の高圧空気が吸入側に漏れない[4]。この構造では回転数と吐出容積が全回転域でほぼ比例し、エンジンの必要吸気量に一致させることが容易で、無駄が生じない。
この点、排気流はどのみち捨てるエネルギーであり、無駄に回しても問題にならない、とするターボチャージャーとは発想が異なる。
逆にターボチャージャーは、排気ガスが十分出るまで過給機が動作しないため、タービンインペラ、コンプレッサインペラと呼ばれるタービンを回す構造にして、停止している状態でも空気が自由に流れるようにしてある。
ツインチャージャー ルーツ式スーパーチャージャーとターボチャージャーを組み合せた方式。
低回転域ではスーパーチャージャーが、高回転域ではターボチャージャーが過給を担当する。
採用例は少ないが、ランチア・デルタS4と日産・マーチRでは、ラリーでのレスポンスを重視して開発され、フォルクスワーゲン・ゴルフGT TSIおよびフォルクスワーゲン・ジェッタTSIコンフォートラインでは、燃費性能とハイパフォーマンスの両立を目指して採用された。 ルーツ式と同じ様にふたつのローターを持つが、ルーツ式とは異なり内部圧縮があり、高圧過給でも効率が落ちない[5]。産業用にも広く用いられる方式。鉄道車両の空気圧縮機や冷凍機でも冷媒を圧縮するために使用される。
レシプロ式と比較して振動が少なく、効率が高い。潜水艦等、一部の静粛性を求められる艦船でも使用される。
スクロール式 周辺から中心に圧縮メカニズム的には家庭用エアコンの室外機に使用されている物とほぼ同等である。ドイツの自動車メーカー・フォルクスワーゲンが「Gラーダ」の商標で、ポロ G40、コラード G60、パサート G60に装備していた。 |
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