インタークーラーとは何か：仕組みと、なぜ車に必要なのか？

Antonio Roncero @roncero_antonio 8 10月 2021 4 min.

ガソリン車であれディーゼル車であれ、ターボエンジンのほぼすべてが性能向上のためにインタークーラーを使用しています。その仕組みとメンテナンスの方法をご紹介します。

ターボエンジンを搭載した車で、ガソリンまたはディーゼルであれば、ほぼ確実にインタークーラーが装着されているはずです。「ほぼ」と言うのは、過給機付きエンジンでもインタークーラーを備えていない車が存在するからです。実際、1980年代から90年代には、これが広告の訴求点として使われることさえあり、「16V」や「GTI」のエンブレムと同じように、「Turbo Intercooler」のエンブレムを誇示する車もありました。

インタークーラーの役割は何か？

基本的に、インタークーラーはラジエーターの一種で、ターボやスーパーチャージャーによる過給機付きエンジンで使用されます。インタークーラーの役割は、過給システムが圧縮して吸気系へ送り込む空気を冷やすことです。

なぜこのようなことをするのでしょうか。それは、ターボによる圧縮の影響で空気が加熱され、温度が大きく上昇するためで、これにより空気の密度が下がってしまいます。言い換えれば、過給システムで圧縮された空気をインタークーラーを通さずに直接吸気系へ送ると、温度を下げた場合に比べて酸素が少なくなります。過給システムの原理は、エンジンが自然吸気で吸い込める以上の空気を送り込み、より多くの酸素で燃焼させて性能を高めることだということを思い出してください。

インタークーラーの種類

インタークーラーには空冷式との2種類があります。空冷式では、外部から流れてくる冷たい空気を利用して圧縮空気の温度を下げます。一方、水冷式インタークーラーでは、熱を移動させる媒体として冷却液を使用します。

前者の利点は構造が単純なことで、後者は効率が高く（水は空気よりも冷却能力が高い）、より小型にできることです。

インタークーラーはどこに取り付けられるか？

インタークーラーは常に、ターボチャージャーから吸気系までの排気ガスの経路に組み込まれます。技術者は、ガスの流れる経路をできるだけ短くしつつ、外気を最も効率よく受けられる位置にラジエーターを配置するための最適な妥協点を探ります。

エンジンルーム内の取り付け位置は、エンジンの種類（シリンダーの数と配置）とインタークーラーの種類（空冷式か水冷式か）によって決まります。空冷式は、できるだけ多くの外気を受けられるよう前部に取り付ける必要があります。水冷式はエンジンルーム内のどこにでも設置できますが、やはり外気の流れを受けられる必要があります。

インタークーラーの位置がエンジン性能にどう影響するかを示す例として、数年前にシャシーダイナモで測定した際の記憶があります。その車は、ボンネットの吸気口から空気を取り入れる水平配置のインタークーラーを備えていました。停止した状態のローラー式ダイナモでは、ファンを使って同等の気流を再現するのが難しいため、より「実際に近い」出力を得るには、インタークーラーの直上に氷を置く必要がありました。

また、エンジンが複数のインタークーラーを持つこともあります。例えばV型エンジンでは各バンクごとに1基ずつ、またスペースが限られた直列エンジンでは、1基の大型品ではなく2基の小型品を並列に配置して効率を高める場合があります。

インタークーラーのメンテナンスと故障

通常、インタークーラーは配管に漏れがないかを確認する以外にメンテナンスは必要ありません。

簡単に直せる「単純な」故障の一つは、インタークーラーに接続されているホースの一つが外れることで、通常はそれを固定するクランプの劣化が原因です。症状は、突然のはっきりとした出力低下と、加速時に感じられる「シュー」という音です。他に関連する問題がなければ、ホースを再接続して新しいクランプを使えば済みます。ホース自体も経年劣化でひび割れを起こすことがあります。

インタークーラーは、ラジエーターのフィンが損傷すると効率が低下することもあります。例えば飛び石による衝撃などが原因です。ターボチャージャーに不具合がある場合は、インタークーラーも点検する必要があります。損傷したターボチャージャーのシールからオイルが漏れ、インタークーラー内部が汚染されることがあるからです。