過給機

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過給機(かきゅうき)とは、内燃機関が吸入する空気の圧力を大気圧以上に高める補機の総称である。英語では"Supercharger"(スーパーチャージャー)と呼ばれ、過給器全般を指すが、日本の特に自動車関連用語では、「スーパーチャージャー」は機械式過給機のみを指し、ターボ式過給機(ターボチャージャー)とは別に扱われる場合が多い。コンプレッサー(: compressor, : kompressor)と呼ばれる場合もある。

概要[編集]

過給機は内燃機関が吸い込む空気の圧力、すなわち密度を高くすることで酸素を多く取り込み、より高い燃焼エネルギーを得るための補助装置である。大気圧以上の圧力で空気を燃焼室に送る発想は古くから存在し[1]航空機が発達する以前より開発されていた。航空機が発達すると飛行高度が徐々に高くなり、それに伴って気圧(空気密度)が低くなるため、高高度での性能向上を図って過給器の開発が進み、第二次世界大戦時の軍用機には必須の装備となった。第二次世界大戦後、航空機にはジェットエンジンターボプロップエンジンといったガスタービンエンジンが普及し、これらのエンジンにも取り込んだ空気を圧縮する機構がエンジンの一部として備わるが、この場合は過給機とは呼ばない。過給機は船舶鉄道自動車といった輸送機械のエンジンだけでなく、建設機械発電機などの産業用エンジンにも広く採用されている。

燃焼室に混合気を吸入し圧縮する火花点火機関では、過給により混合気が高温高圧となってデトネーションが発生しやすくなるため混合比や最大過給圧を緻密に制御しなければならないのに対し、空気のみを圧縮するディーゼルエンジンはその心配がない。また、ディーゼルエンジンは正常燃焼する空燃比の幅が広く、過給機によって送られた空気の流れを妨げるスロットルバルブを持たないこともあり、過給機との相性が良い。いずれの場合もエンジン強度に応じて最大過給圧が定められていて、ウェイストゲートバルブなどで圧力が制御される。

モータースポーツによってはエンジンの排気量制限や最大過給圧に制限が加えられることが多い。1988年のF1世界選手権では、自然吸気エンジンが上限排気量3,500ccだったのに対して、ターボエンジンは排気量1,500cc+最大過給圧2.5barに制限されていた。JAFの国内競技規則によると、スピード競技の場合は過給機付きの車両は排気量を1.7倍して排気量別クラスに分類される[2]

代表的な種類[編集]

過給機は大きく分けると、排気の流れを受けるタービンでコンプレッサを駆動する排気タービン式過給機(エキゾーストタービンスーパーチャージャー、: Exhaust turbine super charger)と主機であるエンジンの回転や電動機によって駆動する機械式過給機(メカニカルスーパーチャージャー、: Mechanical super charger)、過給圧を排気の圧力から直接得るプレッシャーウェーブ・スーパーチャージャーに分類することができる。

出典[編集]

  1. ^ 鈴木孝著『エンジンのロマン』
  2. ^ 国内競技規則 第3編

関連項目[編集]