クルマの加速を支える「ブースター」とは？
車を知りたい
先生、「ブースター」って自動車用語で出てきましたけど、ターボチャージャーとスーパーチャージャーの違いがよく分かりません。どちらもエンジンのパワーを上げるためのものですよね？
自動車研究家
良い質問ですね！どちらもエンジンのパワーを上げるためのものですが、仕組みが違います。ターボチャージャーは排気ガスの力でタービンを回して空気をエンジンに送り込むのに対し、スーパーチャージャーはエンジンの力でコンプレッサーを回して空気を送り込みます。
車を知りたい
なるほど。それで、ターボチャージャーは排気ガスの力を使うから、アクセルを踏んでから少し遅れてパワーが出るんですね。スーパーチャージャーはエンジンの力で動いているから、すぐにパワーが出るんですか？
自動車研究家
その通りです！ターボチャージャーは排気ガスが十分に出てからでないとパワーが出ないので、少しタイムラグがあります。一方、スーパーチャージャーはアクセルを踏んですぐにパワーが出るので、レスポンスが良いと言われています。
ブースターとは。
自動車用語の「ブースター」とは、エンジンに通常より高密度の空気を送り込むシステムのことです。ブースターには、排気ガスのエネルギーを利用するターボチャージャー（排気ターボ）と、エンジンの動力で駆動する機械式過給機の2種類があります。一般的に、過給機やスーパーチャージャーといった場合は機械式を指します。機械式には、ルーツ型、スクリュー型、スクロール型、ベーン型、ロータリー型の5種類がありますが、エンジンには主にルーツ型、スクリュー型、スクロール型の3種類が使用されています。回転型の排気ターボは、レスポンスの改善が課題とされています。一方、機械式はレスポンスに優れていますが、小型軽量化が求められています。さらに、両方の利点を組み合わせたスーパーターボシステムも存在します。
ブースターの役割：エンジンのパワーアップ
ブースターは、その名の通り、エンジンのパワーを一時的にブースト（増強）させる役割を担います。車が発進したり、坂道を登ったりする際に、より大きなパワーが必要となる場面で活躍します。 ブースターは、まるで車の走りに「勢い」をつける後押し役と言えるでしょう。
ターボチャージャー：排ガスを再利用する仕組み
「ターボチャージャー」は、自動車のエンジン性能を高める代表的なブースターです。その仕組みは、排気ガスを利用してタービンを回し、その力で圧縮した空気をエンジンに送り込むというものです。通常、エンジンは空気と燃料を混ぜて爆発させることでパワーを生み出しますが、ターボチャージャーは、この空気の量を増加させることで、より大きな爆発、つまり強力なパワーを生み出すことを可能にしています。
スーパーチャージャー：エンジン動力で空気を圧縮
スーパーチャージャーは、エンジンが生み出すパワーの一部を使ってコンプレッサーを回転させ、強制的に空気をエンジンに送り込むシステムです。ターボチャージャーも同様の仕組みですが、こちらは排気ガスのエネルギーを利用します。スーパーチャージャーは、エンジン回転数と連動して過給が始まるため、低回転域から力強い加速を実現できるのが特徴です。アクセル操作に対するレスポンスも良く、リニアな加速感が得られるため、スポーツカーなどによく採用されています。
機械式スーパーチャージャーの種類と特徴
機械式スーパーチャージャーは、エンジン出力の一部を利用してスーパーチャージャー本体を駆動し、圧縮した空気をエンジンに送り込むことで、エンジンの出力を向上させるシステムです。その種類はいくつかあり、それぞれに特徴があります。
代表的なものとしては、「ルーツ式」があります。これは、二つのローターが噛み合って回転することで空気を圧縮する方式です。構造がシンプルで低回転域から過給効果を発揮するのが特徴で、幅広い車種に採用されています。
次に、「リショルム式」は、アウターローターとインナーローターが噛み合って回転することで空気を圧縮する方式です。ルーツ式よりも高効率で、静粛性に優れているのがメリットです。
その他にも、「ツインスクリュー式」など、様々な方式の機械式スーパーチャージャーが存在します。それぞれの方式によって、過給特性や効率、耐久性などが異なるため、車種やエンジンの特性に合わせて最適なものが選択されています。
ターボとスーパーチャージャーのメリット・デメリット
クルマのエンジンにおいて、よりパワフルな加速を生み出すために活躍するのが「過給機」です。代表的な過給機として「ターボチャージャー」と「スーパーチャージャー」があります。どちらもエンジンの出力向上を目的としていますが、その仕組みや特性は異なります。
ターボチャージャーは、排気ガスを利用してタービンを回し、その力で空気を圧縮してエンジンに送り込むシステムです。排ガスを有効活用するため燃費に優れるというメリットがある一方、アクセル操作に対する反応が遅れる「ターボラグ」が発生しやすいというデメリットもあります。
一方、スーパーチャージャーはエンジンの回転力の一部を利用してコンプレッサーを駆動し、空気を圧縮してエンジンに送り込みます。アクセル操作に対してリニアに反応するため、自然な加速感が得られるというメリットがあります。しかし、エンジンのパワーを一部消費するため、燃費が悪化しやすいというデメリットも持ち合わせています。
このように、ターボとスーパーチャージャーにはそれぞれメリットとデメリットが存在します。どちらの過給機が優れているとは一概には言えず、車の性格やドライバーの好みに合わせて最適な方を選択することが重要です。