現在、世界中でダウンサイジングターボが流行しています。
高効率で燃費が良く、パワーも同排気量のエンジンに比べて遥かに大きいというメリットがあるからです。
しかし少し前のターボエンジンは、パワーもあるがそれ以上に燃費も悪いという大きなデメリットがあり、一部のスポーティカーにしか使われていませんでした。
ターボチャージャーとは
そもそもターボチャージャーとは過給器の事で、排出される排気ガスでタービンを回し、その回転力で混合気を強制的に送り込みより大きいなパワーを取り出す装置です。
エンジンは吸排気の時に、少しの間ですが、吸気バルブと排気バルブが同時に開いています。
そのため、完全に混合気を圧縮することができず、一部の未燃焼混合気は排気バルブから外へ逃げ出し排出されてしまいます。
このデメリットを解消し、もっと多くの混合気をエンジンに送り込もうと開発されたものが、このターボエンジンです。
効率の悪いスーパーチャージャー
このターボが開発される前は、スーパーチャージャーという過給器がありました。
これは高高度で気圧が薄くなった飛行機のエンジンを、効率よく燃焼させてやる為に開発されたものです。
この仕組みはクランクシャフトから回転力を直接取り出し、その力でタービンを回して混合気を過給してやろうというものです。
しかし、これには大きなデメリットがあり、クランクシャフトからエネルギーを取り出す為に、エンジンのパワーが損失してしまうのです。
このデメリットを解消する為に考案されたのが、先ほどのターボチャージャーというわけです。
ターボチャージャーでの過給は、もともと捨てられていた排気ガスを使うので、スーパーチャージャより効率に優れていると言えます。
この技術は第二次世界大戦の戦闘機や爆撃機に広く使われ普及して行きました。
自動車に応用されたターボ技術
その後ターボ技術は、1960年代にフォードの車に応用されますが、ピストンのシーリングやクランクの剛性不足といった問題が解決できず、一時的に廃れてしまいます。
ターボエンジンは高温度で高圧縮される技術ですから、普通のエンジンとは違う高い耐久性が必要でしたが、当時の民生技術ではその高い耐久性を達成出来なかったのです。
日本でターボが大ブーム
このターボ技術が広く使われだしたのは、1970年代の日本車からです。
日産のセドリックに搭載されると大ブームとなり、その後、例によってトヨタが追従して、日本中のメーカーが我も我もとターボ技術を使い出したのです。しかし、このブームもしばらくするとターボの燃費の悪さもあり次第に沈静化していきました。その後は、一部のスポーツグレードのみで細々と展開されるだけとなったのです。
ヨーロッパから火のついたダウンサイジングターボ
この潮目が変わったのが、2007年のゴルフ5のマイナーチェンジで搭載された「ターボチャージャー付き1.4Lエンジン」です。
このエンジンは、排気量を小さくすることで省燃費性能を実現し、同時にターボで過給してやることで2Lエンジンと同等の出力を得ていました。
ターボ自体も低速から回る小さなタービンを使っているので、レスポンスの良いフラットな低速トルクで扱いやすいエンジンとなっています。
また燃料噴射が直噴化されており、これによりシリンダー内の冷却効果が高くなる為、混合気を高圧縮にできるので高い熱効率が実現されています。
こういったエンジンを総称して「ダウンサイジングターボ」と呼んでいます。
