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ターボチャージャー、 その1 概略

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ガソリンエンジン:
日本車ではターボチャージャー付きはそれほど珍しくは無く、恐らく税金の関係で小さなエンジンから大きな力を得るのが目的なのでしょう。 アメリカでは、昔(1960台) スチュードベーカーアバンテイがスーパーチャージャーを装備していましたが、近年はガソリン車ではターボチャージャーが付いている乗用車やトラックは販売されておらず(?) (日本車を除き)、 例外は、ホットロッド、レースカー、その他自動車マニアが趣味で取り付けている程度だと思います。 しかし、今後、燃費向上をしながら同等のホースパワーを得る目的でエンジンを小型化してターボチャージャーを取り付ける事が考えられているようです。

デイーゼルエンジン:
デイーゼルエンジン車(トラック)は別で、最近のデイーゼル車には殆ど全てにターボチャージャーが取り付けられています。 デイーゼルエンジンにターボチャージャーが付いている理由は馬力を上げると共に、排ガス規制が厳しくなった近年は充分な空気を送り込んで排気ガスをきれいにして規制をクリヤーする事も理由のようです。

ターボチャージャーの仕組み (写真):
エンジンの排気ガスでシャフトの一方に付いているタービンを回転させ、同じシャフトの他方のタービンで空気を吸い込み、ピストンの下降に依る不圧で空気を吸い込むより大量の空気(燃料)をエンジンに送り込んで出力を上げます。 

回転数:
ターボ付きエンジンはターバインの回転数が上がるまでは威力を発揮出来ず、発進時に回転数が上がるまでに少々時間が掛かります。 回転数を出来るだけ早く上げれるようにターバインは軽量(頑丈ではない)に作られています。 
自動車エンジンのターバインの回転数を調べてみましたら90,000rpm、140,000rpm 200,000rpm以上と言う人もあり確かではありませんし、ターボにはウエイストゲート(無駄を吐き出す扉)と呼ばれる機構で回転数が上がり過ぎないように成されています。それでも恐らく50,000rpm以上の回転数にはなると思われます。 

ベアリング:
ターバインシャフトを支えるベアリングはベアリング材で出来た筒状の部品(フリクションベアリング)が使われています。 参考:日本語ではベアリングと言う名称は全てボールベアリング(ローラーベアリング、テーパーベアリング)を意味すると思いますが、軸を支える部品は全てベアリングと呼びます。 通常高速回転をする場合はフリクションベアリングの方が一般的で、軸がオイルの中に浮く状態で回転します。

精密部品:
ターボは空気が漏れない為に、そして高回転で振動を起こしてバラバラに成らない為に精密に作られています。

高温:
ターボはエンジン排気管に非常に近い場所(効率)に取り付けられていて排気ガスを全て受け入れますので非常に高温になります。

ターボは過酷な状況:
以上のように、ターバインは軽量に出来ていて、高温の状況で高回転をする精密部品ですので故障が起こり易い過酷な状況にあります。 当然ながら何らかの理由でターボにオイルが届かなくなったり、ターボ内でオイル路に異物が詰まりますと高温、高回転のタービンは焼き付きを起こします。 又、エンジン内より排気ガスに混じって異物がターボ内に入り込んだりフィルターの故障等で汚れた空気が吸い込まれますと、高速回転のインペラー(羽根)は曲がって故障を起こします。

次回はターボの故障に関して書く予定です。