クルマ好きなら知っておきたい！「ルーツ型過給機」とは？
車を知りたい
先生、「ルーツ型過給機」ってなんですか？自動車のエンジンに使われているって聞いたんですけど。
自動車研究家
いい質問だね！「ルーツ型過給機」は、エンジンに多くの空気を送り込むための装置だよ。わかりやすく言うと、空気のポンプのようなものなんだ。
車を知りたい
空気のポンプ？でも、エンジンにはもともと空気を吸い込むところがあるんじゃないんですか？
自動車研究家
その通り！でも、ルーツ型過給機を使うことで、より多くの空気をエンジンに送り込むことができるんだ。多くの空気を送り込むことで、より大きなパワーを生み出すことができるんだよ！
ルーツ型過給機とは。
「ルーツ型過給機」とは、自動車のエンジンに使われる、機械式の過給システムの一つです。
二つの繭形のローターが噛み合うように回転し、空気を圧縮してエンジンに送り込みます。エンジンのクランクシャフトから直接動力を得て回転するため、パワーロスを減らすために、クラッチでオンオフを切り替える仕組みが使われることが多いです。
ローターの羽根が少ないため、空気の圧力や回転の力が変化しやすく、大きな音や振動が発生しやすいという特徴があります。そのため、吸気音を抑えたり、振動を吸収したりするための対策がしばしば必要となります。
エンジンパワーをブースト！「ルーツ型過給機」の基本原理
「ルーツ型過給機」って聞いたことはあるけれど、実際どんな仕組みでエンジンパワーを上げているのか、よくわからない…。
そんな疑問をお持ちのあなたへ。今回は、クルマ好きなら知っておきたい「ルーツ型過給機」の基本原理について、わかりやすく解説します！
ルーツ型過給機は、2つの羽根車を組み合わせた構造を持つ、エンジンの出力向上装置です。
エンジンが吸い込む空気の量を、強制的に増やすことで、パワーアップを実現するのが特徴です。
では、具体的にどのように空気の量を増やしているのでしょうか？
2つの羽根車が回転することで、外部から空気を吸い込み、それを圧縮してエンジンへ送り込みます。
イメージとしては、自転車の空気入れのような仕組みです。
このルーツ型過給機、実はターボチャージャーよりも歴史が古く、構造もシンプルなんです。
そのため、低回転域から大きなパワーを発揮できるというメリットがあります。
次の章では、ルーツ型過給機のメリット・デメリットについて、さらに詳しく見ていきましょう！
ルーツ型過給機のメリット・デメリットを解説
ルーツ型過給機は、他の過給機方式と比べて、構造がシンプルで低回転域から過給効果を得やすいというメリットがあります。
これは、エンジンの低回転域から大きなパワーを引き出せることを意味し、発進時や加速時に力強い走りを実現します。
特に、大型トラックやバスなどの大型車両に多く採用されていることから、その特性を理解することができます。
一方で、高回転域での効率が低くなる傾向や、比較的に騒音が大きいといったデメリットも挙げられます。
高回転域では、過給圧が上がりすぎることでエンジンへの負担が大きくなってしまうため、ターボチャージャーのように高回転域まで回してパワーを追求するような使い方には向きません。
また、「ウィーン」という独特の過給音は、人によっては騒音と感じる場合もあるでしょう。
他の過給機システムとの違いは？
エンジンパワーを向上させるためのシステムとして知られる過給機。その中でも、「ルーツ型過給機」は独特な仕組みを持つことで知られています。
ターボチャージャーが排気ガスの力でタービンを回し過給するのに対し、ルーツ型過給機はエンジンによって直接駆動される点が大きな違いです。エンジン回転とリンクして過給圧が上昇するため、ターボラグが少なく、低回転域から力強い加速を体感できます。
一方、高回転域でのパワーアップ効果はターボチャージャーに劣る点も。それぞれに異なる特性を持つため、クルマの性格やドライバーの好みに合わせた選択が重要になります。
ルーツ型過給機が使われているクルマを紹介
ルーツ型過給機は、その独特の機構とサウンドから、多くのクルマ好きを魅了してきました。古くはアメ車に搭載されることが多かったこの過給機ですが、近年では国産車でもその姿を見ることができます。
例えば、日産のスポーツカーである「GT-R」の一部グレードには、ルーツ型過給機が採用されています。高出力と独特のエンジン音を実現するGT-Rの走りは、まさにルーツ型過給機の特性が活かされたものと言えるでしょう。
また、トヨタの「GR86」や「スバル BRZ」といったスポーツカーにも、ルーツ型過給機を搭載したカスタムモデルが存在します。これらのモデルは、ルーツ型過給機特有の低回転からの力強い加速を楽しむことができます。
このように、ルーツ型過給機は、様々な車種で採用され、クルマ好きを魅了し続けています。
未来的展望：ルーツ型過給機の進化は続く
ルーツ型過給機は、そのシンプルな構造ゆえに進化の余地が大きいと考えられています。 近年では、材料技術の進化により、より軽量で高強度な素材が使用可能になったことで、さらなる小型化・軽量化が進んでいます。 また、コンピュータ制御技術の向上により、過給圧の精密な制御も可能となり、エンジンの出力特性や燃費の向上に貢献しています。
さらに、環境規制への対応として、電動化技術との組み合わせも研究されています。 例えば、モーターで過給機の回転数をアシストする電動過給機は、ターボラグの解消や低回転域からのトルク向上に効果を発揮し、次世代の過給システムとして期待されています。 ルーツ型過給機は、今後も進化を続け、自動車のパフォーマンス向上に貢献していくことでしょう。