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| 006ターボチャージャー |
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| ターボチャージャーとは、排気ガスのエネルギーで 気タービンを回し、直結したコンプレッサーで空気を エンジンに押し込んでパワーアップをはかる 装置のことです。 ターボチャージャーが大きくなるほど燃費が悪くなる。 排気管から廃棄されていた排気ガスのエネルギー(運動エネルギーおよび熱エネルギー)を利用してタービンを高速回転させ、その回転力で遠心式圧縮機を駆動することにより圧縮した空気をエンジン内に送り込む。これにより廃棄エネルギーを回収しつつ内燃機関本来の排気量を超える混合気を吸入・燃焼させる。結果、機関としての熱効率が高まり燃料消費率が低減されるほか、排気ガスの有害成分を減少させることが可能である。また、見かけの排気量を超える出力が得られるという見方もできる。 多くのターボチャージャーは排気ガスの運動エネルギーを主に使う動圧過給であるが、舶用の2ストロークディーゼルエンジンでは、排気ガスの圧力変動をなくし一定圧にしてその圧力を利用して過給する静圧過給が用いられる。 過給器としての効率は良く、船舶や発電機など一定速で運転されるものでは、インペラやコンプレッサー、A/R比の設定が最適化しやすいため、特に向いている。 タービンの回転速度は、自動車用ガソリンエンジンなど小型のものの場合、毎分20万回転を超えるものもある。高温の排気ガス(800?900℃)を直接受けるため、その熱によりタービンやハウジングが赤く発光するほどである。自動車用途のものについては、タービンの軸受には通常、エンジンオイルの圧送によるすべり軸受が用いられる(ボールベアリングが使われるものもある)。そのため自然吸気エンジンやスーパーチャージャー付きエンジンに比べオイルの使用環境が苛酷であり、高性能または専用のオイルを使用したり交換周期を短くするなど、管理を厳密に行う必要がある。また、高負荷運転後すぐにエンジンを停止してしまうと、エンジン内のポンプによるオイル循環が止まってしまうため、高温のタービン軸と軸受メタルが焼き付く場合や、高温の軸受周辺に滞留したオイルによりスラッジが発生してしまう原因となるため、ある程度の無負荷運転(クールダウン、アフターアイドル)をした後にエンジンを止めることが車両の取扱説明書などでも推奨されている。 |
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