ターボチャージャーの仕組み

ターボチャージ式ディーゼルエンジン​​​​​​​と従来の自然吸気ガソリンエンジンの大きな違いは、燃料が噴射される前にディーゼルエンジンに入る空気が圧縮されるという点です。ターボチャージャーがディーゼルエンジンの出力と効率に非常に重要であるのはここです。

より多くの空気を圧縮してエンジンのシリンダーに送り込むのがターボチャージャーの仕事です。空気が圧縮されると、酸素分子がぎっしりと詰まった状態になります。このように空気が増えるということは、同じサイズの自然吸気エンジンにもっと燃料を追加できるということと同じです。これにより、機械的パワーがより多く生み出され、燃焼プロセスの効率が全体的に向上します。従ってターボチャージ式エンジンのエンジンサイズを下げて、パッケージングをコンパクトにすることができます。さらに軽量化や、全般的な燃費の向上も可能です。

ターボチャージャーの仕組み

ターボチャージャーは主にタービンとコンプレッサーという2つのセクションに分かれています。タービンはタービンホイール(1)タービンハウジング(2)で構成されています。タービンハウジングの仕事は排気ガス(3)をタービンホイールの中に導き入れることです。排気ガスからのエネルギーはタービンホイールを回し、ガスはその後排気口エリア(4)を通してタービンハウジングから出ていきます。

コンプレッサーも2つの部品に分かれています。コンプレッサーホイール(5)コンプレッサーハウジング(6)です。コンプレッサーの作用様式はタービンの作用様式とは逆です。コンプレッサーホイールは 鍛造スチール製シャフト(7)でタービンに取り付けられ、タービンがコンプレッサーホイールを回転させるにつれて、その高速のスピンが空気を引き込み、圧縮します。コンプレッサーハウジングはそこから拡散と呼ばれるプロセスを通じて、高速・低圧の気流を低速・高圧の気流に変換します。圧縮空気(8)はエンジンの中に押し出され、エンジンがより多くの燃料を燃やし、より多くの電力を発生させることが可能になります。

how-a-turbocharger-works.png
  1. タービンホイール
  2. タービンハウジング
  3. 排気ガス
  4. 排気口エリア
  5. コンプレッサーホイール
  6. コンプレッサーハウジング
  7. 鍛造スチール製シャフト
  8. 圧縮空気

 

ターボチャージャーのしくみ(動画)

Cummins Turbo Technologies HE400VGが登場するこのショートビデオでは、ターボチャージャーの仕組みについてアニメーションで簡単に説明しています。