自動車エンジンのスーパーチャージャーを理解する

スーパーチャージャー ピストン式内燃機関の作動効率を上げるための発明です。これは、過剰な作業のためにエンジンの燃焼室に入る空気の圧力または密度を高める空気圧縮機です。

ご存知のように、自動車のエンジンは、混合気を利用した燃焼室から機械的な動きを得ています。そのため、過給機を追加してチャンバーに入る加圧空気を増加させると、混合および燃焼される燃料の量も増加し、エンジンの高性能につながります。

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この記事では、スーパーチャージャーの定義、機能、種類、動作原理、および完全な図を知ることができます。また、ツインチャージャーという用語と、スーパーチャージャーとターボチャージャーの類似点と相違点についても紹介します。だから、

スーパーチャージャーとは?

スーパーチャージャーは、空気圧縮機または送風機を使用して加圧空気を吸気マニホールドに送り込むためにピストンエンジンで使用される機械駆動コンポーネントです。高圧により、吸気行程中にシリンダーに入る空気のレベルが上昇します。

スーパーチャージャーは、エンジンの各吸気サークルがより多くの酸素を受け取るため、エンジンがより多くの燃料を燃焼させ、より多くの仕事をさせます。これらの動力部品は、エンジンのクランクシャフトに接続されたギア、ベルト、シャフト、またはチェーンによって機械的に駆動されます。

これは、別のコンポーネントがスーパーチャージャーよりも優れている場所であり、ターボチャージャーと呼ばれます。この部品はスーパーチャージャーとして知られていますが、ターボスーパーチャージャーまたはターボと呼ばれています。燃焼の最終行程で得られる排気ガスを動力源とするタービンを使用して動力を提供します。

したがって、スーパーチャージャーとターボチャージャーの違いの1つは動力源です。スーパーチャージャーはエンジンのクランクシャフトによって駆動されますが、ターボチャージャーは燃焼プロセス中に生成される廃棄された排気ガスによって駆動されます。

エンジンの他の充電装置と同様に、スーパーチャージャーの主な機能は、インテークマニホールドに入る空気を増やすことです。これにより、エンジンはより多くの燃料を燃焼させ、より多くの作業を行うことができるため、出力が増加します。

スーパーチャージャーの種類

以下は、自動車エンジンの出力を高めるために使用されるさまざまなタイプのスーパーチャージャーです:

遠心スーパーチャージャー: これらのスーパーチャージャーは、アフターマーケットのレトロフィットインストールでパッケージ化するのがかなり簡単です.これは、従来のコンプレッサーに取り付けられた連続可変プーリー ドライブを含む、可変比率遠心スーパーチャージャーを使用します。

V 型エンジンの工場のスーパーチャージャーは、通常 V の谷に詰め込まれているため、より長く、より低く、より狭いパッケージングが好まれます。

ルーツ スーパーチャージャー: ルーツ スーパーチャージャーは最も人気のあるタイプです。それらのセットアップでは、2 つの反対方向に回転するシャフトがあり、シャフトを横切って空気を押し下げるローブがあります。通常、空気はユニットの上部から入り、下部から排出されます。

ツイン スクリュー スーパーチャージャー: これらのタイプは、ターボチャージャーの一方の端からもう一方の端に強制的に空気を送り込みます。

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スーパーチャージャーの動作原理

遠心式、ルーツ式、ツインスクリュー式の3つの主要なタイプのスーパーチャージャーがどのように機能するかを説明します。それらの違いは、エンジンのインテークマニホールドに空気を加圧する方法です.

遠心式の過給機は空気を吸い込むインペラーを使用し、ルーツ式とツインスクリュー式は異なるかみ合いローブを使用します。それらはすべてエンジンのクランクシャフトから回転力を得ます。さまざまなレベルでエンジンをブーストします。

ルーツ スーパーチャージャーは最も古いバージョンで、1860 年に Philander と Francis Roots が採掘坑の換気のために特許を取得しました。このプロジェクトは、1900 年にゴットリーブ ダイムラーによって自動車エンジンに導入されました。

その動作中、ルーツ スーパーチャージャーのメッシュ ローブが回転し、ローブ間のポケットに空気が閉じ込められます。空気は注入側と排出側の間に含まれます。大量の空気がインテークマニホールドに移動し、積み重なって正圧が発生します。

ルーツスーパーチャージャーはその大型化からエンジン上部に搭載。車両の重量が増えるため、3 つのタイプの中で最も効率的ではありません。また、スムーズで連続的な流れではなく、個別のバーストで空気を移動させます。

動画を見て、ルーツ スーパーチャージャーの働きについて理解を深めてください:

スーパーチャージャーとターボチャージャーの類似点と相違点

ターボとスーパーチャージャーの類似点は、どちらもエンジンの作業出力を増加させることです。両方とも、エンジンの吸気マニホールドに空気を送り込むコンプレッサーを備えています。したがって、2 成分は自動車エンジンでも同じ目的を果たします。

2 つのコンポーネントの違いは、スーパーチャージャーが機械的な力を使用してコンプレッサーを回転させることです。この動力は、ギア、ベルト、またはチェーンを使用してクランクシャフトから得られます。ターボチャージャーの場合、動力は燃焼サイクルから発生する排気ガスから生成されます。このコンポーネントはスーパーチャージャーでもありますが、動力源によって違います。

問題は、ターボとスーパーチャージャーのどちらが優れているかです。

これらの機器は両方とも、燃料を節約し、出力を高めるために使用できます。そして、どちらにも利点と制限があります。ターボチャージャーは大気中に完全に蒸発する自由エネルギーを使用しますが、代わりにガスを使用して部品に電力を供給します。タービンを駆動すると排気背圧が上昇し、エンジンに負荷がかかります。まあ、負荷はスーパーチャージャーに比べて少ないです。

スーパーチャージャーが車両に及ぼす機械的負荷は、搭載されている大きくて重い送風機により、はるかに高くなります。これらの送風機は、総馬力 7,500 馬力のエンジンで 900 クランクシャフト馬力を消費します。

ただし、スーパーチャージャーの利点は、応答の遅れがあるターボチャージャーとは異なり、エンジンがほぼ瞬時にブーストされることです。エンジンは、ターボチャージャーがピックアップできるように十分な排気ガスが生成されるのを待ちます。これが、スーパーチャージャーがまだ使用されている理由です。ほとんどの製造会社は、送風機の貴重な馬力を浪費することはできません。そのため、主にターボを使用しています。

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ツインチャージ

ツインチャージャーとは、ベルト駆動のスーパーチャージャーと排気駆動のターボチャージャーの両方を組み込んだ車両に付けられた用語です。その設計では、吸気システムと排気システムに複雑な一連のバイパスバルブと電磁クラッチがあります。これにより、エンジン回転数が低い場合、スーパーチャージャーからブーストが得られます。

中回転域で両方のシステムからブーストが得られます。最高回転数では、システムはスーパーチャージャーから切り離され、関連するダクトが隔離されます。両方のシステムを追加することで、それらの欠点が解消されます。最後に、スーパーチャージの長所と短所を簡単に見てみましょう。

スーパーチャージャーの長所と短所

利点:

以下は、ピストン エンジンにおけるスーパーチャージャーの利点です。

• 燃料の微粒化
• より良い空気と燃料の混合
• より高い出力
• 清掃製品の改善
• 全域で良好なトルク特性
• スムーズで完全な燃焼
• 着火性の悪い燃料を使用できます
• 排気煙の減少
• 機械効率が向上
• 改善されたコールド スタート
• 車両の急加速
• パワーブーストの素早い反射

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短所:

過給装置の利点にもかかわらず、いくつかの制限がまだ発生します。以下はスーパーチャージャーの欠点です:

• ガス負荷が増加
• 乱気流の増加による熱損失の増加
• エンジンの衝突要件が高い
• 熱ストレスの増加
• SI エンジンの爆発傾向が高い。

結論として、スーパーチャージャーは、自動車のエンジンで使用され、その作業出力を高めるもう 1 つの優れたデバイスです。スーパーチャージャーは、ピストンエンジンで加圧空気をインテークマニホールドに送り込むために使用される機械部品と定義されています。また、その機能、タイプ、動作なども確認しました。

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