ターボチャージャーとは何ですか？
性能と燃料消費量の削減を組み合わせる場合、エンジニアはほとんどターボエンジンを選択する必要があります。
ランボルギーニが自然吸気エンジンがパワーとノイズを生成するための最もクリーンで最もイタリアの方法であり続けると主張しているスーパーカーの世界の薄い空気の外では、ターボチャージャーのない車の時代は終わりに近づいています。
たとえば、自然吸気のフォルクスワーゲンゴルフを手に入れることは不可能です。 もちろん、ディーゼルゲートの後は、誰もゴルフをしたくないので、これが問題になることはほとんどありません。
しかし、都市の車、ファミリーカー、グランドツアラー、そして一部のスーパーカーでさえ、スキューバの未来を支持して船を離れているという事実は残っています。 フォードフィエスタからフェラーリ488まで、未来は強制誘導に属します。これは、排出ガス法のせいもありますが、テクノロジーが飛躍的に進化したためでもあります。
これは、スムーズな運転と必要なときに大きなエンジン出力を実現するための小型エンジンの燃費のケースです。
より高い性能とより低い燃料消費量を組み合わせるということになると、エンジニアはターボチャージャー付きの技術を使って最新のエンジンを設計することをほぼ強制されます。
ターボはどのようにしてより少ないコストでより多くのことを行うことができますか？
それはすべてエンジンがどのように機能するかにかかっているので、テクニックについて少し話しましょう。 ガソリンエンジンの場合、14.7：1の空燃比により、シリンダー内のすべてのものが完全に燃焼します。 これ以上のジュースは燃料の無駄です。
自然吸気エンジンでは、下降するピストンによって生成される部分的な真空がシリンダーに空気を引き込み、内部の負圧を使用して吸気バルブから空気を引き込みます。 簡単な方法ですが、睡眠時無呼吸の人のように、空気の供給が非常に限られています。
ターボ付きエンジンでは、ルールブックが書き直されました。 ターボ付きエンジンは、ピストンの真空効果に依存する代わりに、睡眠時無呼吸マスクが空気を鼻に押し上げるように、エアポンプを使用して空気をシリンダーに押し込みます。
ターボチャージャーは、標準大気圧より最大5バール（72.5 psi）高い圧力で空気を圧縮できますが、ロードカーでは通常、0.5〜1バール（7〜14 psi）のよりリラックスした圧力で動作します。
実際の結果は、1バールのブースト圧力で、エンジンが自然吸気のXNUMX倍の空気を受け取ることです。
これは、エンジン制御ユニットが理想的な空燃比を維持しながらXNUMX倍の燃料を噴射できることを意味し、はるかに大きな爆発を引き起こします。
しかし、それはターボチャージャーのトリックの半分にすぎません。 4.0リッターの自然吸気エンジンと2.0リッターのターボチャージャー付きエンジンを1バールのブースト圧で比較してみましょう。他の点では技術的に同じであると仮定しています。
4.0リッターエンジンはアイドル時や軽いエンジン負荷でもより多くの燃料を消費しますが、2.0リッターエンジンははるかに少ない燃料を消費します。 違いは、全開スロットルでは、ターボチャージャー付きエンジンが可能な限り最大量の空気と燃料を使用することです。これは、同じ排気量の自然吸気エンジンの4.0倍、または自然吸気XNUMXリッターとまったく同じです。
これは、ターボチャージャー付きエンジンが、過給機のおかげで、わずかな2.0リッターから強力なXNUMXリッターまでどこでも実行できることを意味します。
だから、それはあなたがそれを望むときに穏やかな運転と大きなエンジン出力のための小型エンジンの燃費の場合です。
それはどれくらい賢いですか？
エンジニアリングの特効薬にふさわしいように、ターボチャージャー自体は独創的です。 エンジンが作動しているとき、排気ガスはタービンを通過し、タービンを信じられないほどの速度で回転させます-通常、75,000分間に150,000からXNUMX回の間です。
タービンはエアコンプレッサーにボルトで固定されています。つまり、タービンの回転が速いほど、コンプレッサーの回転が速くなり、新鮮な空気を吸い込んでエンジンに押し込みます。
ターボは、アクセルペダルをどれだけ強く押すかによって、スライディングスケールで作動します。 アイドル状態では、タービンを意味のある速度に上げるのに十分な排気ガスがありませんが、加速すると、タービンが回転してブーストを提供します。
右足で押すと、より多くの排気ガスが発生し、シリンダー内に最大量の新鮮な空気が圧縮されます。
それで、キャッチは何ですか？
もちろん、複雑さから始めて、私たち全員が何年もの間ターボチャージャー付きの車を運転しない理由はいくつかあります。
ご想像のとおり、爆発することなく何年にもわたって150,000 RPMで回転できるものを構築することは容易ではなく、高価な部品が必要になります。
タービンには専用のオイルと水の供給も必要であり、エンジンの潤滑および冷却システムにより多くのストレスがかかります。
ターボチャージャー内の空気が熱くなると、メーカーはシリンダーに入る空気の温度を下げるためにインタークーラーも設置する必要がありました。 熱風は冷気よりも密度が低く、ターボチャージャーの利点を打ち消し、燃料と空気の混合物の損傷や早期の爆発を引き起こす可能性があります。
もちろん、ターボチャージャーの最も悪名高い欠点はラグとして知られています。 述べたように、ターボが意味のあるブースト圧力を生成し始めるようにするには、加速して排気を作成する必要があります。つまり、初期のターボ車は遅延スイッチのようなものでした。
ターボ技術のさまざまな進歩により、排気圧に基づいて動くタービン内の調整可能なベーンや、慣性を低減する軽量で低摩擦のコンポーネントなど、初期のターボチャージャー付きサーブとポルシェの最悪の動きの遅い特性が抑えられています。
ターボチャージャーの最もエキサイティングな前進は、少なくとも今のところ、小さな電気モーターがターボの回転を維持し、ターボの回転にかかる時間を短縮するF1レーサーにのみ見られます。
同様に、世界ラリー選手権では、アンチラグと呼ばれるシステムが空気と燃料の混合物をターボチャージャーの前の排気ガスに直接排出します。 エキゾーストマニホールドの熱により、スパークプラグがなくても爆発し、排気ガスが発生し、ターボチャージャーが沸騰し続けます。
しかし、ターボディーゼルはどうですか？
ターボチャージャーに関して言えば、ディーゼルは特別な品種です。 過給機がなければ、ディーゼルエンジンはそれほど一般的ではないため、これは実際には密接な関係にあります。
自然吸気ディーゼルはまともなローエンドトルクを提供できますが、それが彼らの才能の終わりです。 ただし、過給機を使用すると、ディーゼルはトルクを利用して、ガソリンと同じメリットを享受できます。
ディーゼルエンジンはTonkaToughによって製造されており、内部に含まれる膨大な負荷と温度を処理します。つまり、ターボの余分な圧力を簡単に処理できます。
すべてのディーゼルエンジン（自然吸気および過給）は、いわゆる希薄燃焼システムで過剰な空気中で燃料を燃焼させることによって作動します。
自然吸気ディーゼルエンジンが「理想的な」空燃比に近づくのは、燃料噴射装置が全開のときに全開になるときだけです。
ディーゼル燃料はガソリンよりも揮発性が低いため、空気をあまり使わずに燃焼させると、ディーゼル微粒子とも呼ばれる大量の煤が発生します。 シリンダーに空気を充填することにより、ターボディーゼルはこの問題を回避できます。
したがって、ターボチャージャーはガソリンエンジンにとって驚くべき改善ですが、その真のフリップにより、ディーゼルエンジンが煙のような遺物になるのを防ぎます。 いずれにせよ「ディーゼルゲート」はこれを引き起こす可能性がありますが。
ターボチャージャーがほとんどすべての四輪車に搭載されているという事実についてどう思いますか？ 以下のコメントで教えてください。
