前回は燃えるということについて、少しお話ししました
炭素と酸素がくっついて熱が出るとか、完全燃焼とか不完全燃焼とか
ちょっと理科の授業みたいな話になりましたね
でも実はこの話、ターボの話とちゃんとつながっているんですよ
エンジンというのは燃料を燃やして、その熱で気体が膨張してピストンを押しますその力でクランクシャフトを回して車を動かしているわけです
ということは、燃料をたくさん燃やせばもっと大きな力が出るんじゃないかなって思いますよね
でもここで一つ問題がありました
燃料だけたくさん入れても、空気が足らなくなるから意味がないんですよ
うまく燃料を燃やすためには決まった量の酸素が必要です
燃料の中の主成分である炭素がきちんと酸素とくっついて完全燃焼しないと
十分な熱エネルギーは出ないことになります
酸素が足りなければ不完全燃焼を引き起こして、力が出なくなってしまいます
つまり、エンジンの出力は燃料の量だけではなくて、吸い込むことができる空気の量がポイントになっているということです
過給機のない普通のエンジン、いわゆるNAエンジンというものは、ピストンが下がるときに空気を吸い込んでいます
吸気バルブというものが開いてシリンダーの中に空気が入ってくるわけですが、
これは基本的には自然に吸い込んでいるだけなんです
だからエンジンの大きさ、シリンダーの大きさが同じならば、吸い込める空気の量もほぼ決まってしまい、出力には大きな差が出ないことになります
出力で競争することを考えると他のメーカーとのアドバンテージは望めないことになります
そこで当然のように考えられたことは、人為的にもっと空気を押し込めばいいんじゃないか、ということです
ターボの構想のスタートです
エンジンからは大量の排気ガスが出ています
この排気ガス、ものすごい勢いで外に出ていくんです
そのエネルギーをそのまま捨ててしまうのは、ちょっともったいないし、どうにかしてこの排気の力が利用できないかって考えました
排気ガスの流れでエンジンとは別に準備したタービンを回して、その回転を軸でつないだコンプレッサーを回すことに利用するという仕組みです
コンプレッサーで吸気用の空気を圧縮して、強制的にその圧縮空気をエンジンに送り込むというわけです
自然に任せて吸い込まさせるのではなくて、強引に空気を押し込んでしまうわけです
空気が多く入ればそれに合わせて燃料も多く燃やすことができます
つまり、たくさんの空気でたくさんの燃料を燃やすこと
この状態を作ることができるので、エンジンはより大きな力を出すことができるようになります
これがターボエンジンの基本的な仕組みです
排気ガスのエネルギーでタービンを回して、その力で空気を圧縮して送り込むなんて、なかなかうまく考えたものですよね
ただしターボにも、もちろんクセや弱点があります
排気ガスの勢いでタービンを回すわけですから、エンジンの回転が低いときには、あまりタービンが回りません
そのためアクセルを踏んでもすぐには強い力が出ないという現象が起きます
これがいわゆるターボラグという現象です
ターボエンジンにはこういう出力の出方に特徴があるので、乗り味がNAエンジンとは少し違うんですね
ターボ化で燃料を多く燃やして出力を上げるのであれば、大排気量エンジンで同じように多くの燃料を燃やせば、同じように高出力のエンジンが作れそうです
このあたりのお話は、また次回少し触れてみようと思います
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