ターボチャージャーとスーパーチャージャーの違い。どちらが優れているのか？

自動車の概念はかなり身近なものになりましたが、基本的な知識以上のことについては、まだよく知られていない部分があるかもしれません。例えば、ターボがエンジンの効率を高め、それによって車がより大きな出力を得て走行性能が向上することは知られています。しかし、エンジンの効率向上がどのようにして実現されるのかご存じでしょうか？これを実現する方法は2つあります。ターボチャージャーとスーパーチャージャーの使用です。

自然吸気エンジンは周囲の空気、つまり通常の大気圧の空気で動作します。この場合、空気はそのままエンジンに吸い込まれ、燃焼を助けます。こうして得られたエネルギーがクランクシャフトを回し、車輪へと伝えられます。しかし、これら2つのシステムを使用すると、空気はエンジンに入る前に圧縮されます。そして、その圧縮の度合いに応じてシリンダー内の燃焼が改善されます。ターボチャージャーとスーパーチャージャーの違いは、この圧縮をどのように実現するかにあります。

ターボチャージャー

ターボチャージャーの場合、圧縮された空気は排気ガスの流れによって回転する羽根車の働きによってエンジンに送り込まれます。排気ガスはエンジンから排出され、排気系に入る前にターボチャージャーを作動させるエネルギーを生み出します。羽根の形状が空気を取り込み、圧縮することで、エンジン内での役割を果たします。

スーパーチャージャー

英語のsuperchargerを直訳したスーパーチャージャーは、同じ機能を果たしますが、作動のエネルギーをベルトを介したクランクシャフトの回転から得ています。つまり、エンジンに直接接続されているため、前者ほど効率的ではない場合があります。

どちらのシステムが優れているか？

一般的にターボチャージャーはスーパーチャージャーより優れていると考えられています。これはターボチャージャーの設計がより高い性能を発揮するためです。設置コストが低く、エンジンに直接接続されていないため、より自由に作動します。その用途も高出力のエンジンに限られず、小型のエンジンにも使用されています。ターボを使用することで、小型エンジンでもエンジンの大きさを増やすことなく、より高い性能を得ることができます。

電動スーパーチャージャーと電動ターボチャージャー

現在では電動スーパーチャージャーと電動ターボチャージャーも見られます。この場合、どちらも電動モーターを使用して、燃焼を改善するための空気を取り込む羽根を回転させます。ただし、従来の部品と同様に、作動方式は異なります。

電動スーパーチャージャーは48ボルトのシステムで駆動される電動モーターを使用します。これにより、従来のスーパーチャージャーを回すベルトが不要になります。電動ターボチャージャーも電動モーターを使用しますが、サイズはより小型です。この場合、低回転域でのみ作動します。ターボは回転数が上がり、作動させるのに十分な排気ガスが発生すると作動を始めます。電動ターボの場合、排気ガスが羽根車を回すのに十分でない時に、そのモーターが排気ガスの不足を補います。

この排気ガスの不足は、電動モーターがない場合にターボの過給の恩恵を受けるまでに遅れを生じさせる原因となります。こうして、ターボが作動し始めるまでの遅れ、つまりターボラグと呼ばれる現象を抑えることができます。