【今さら聞けない】ターボ車で目にする「インタークーラー」って何?

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吸気温度を下げて同じ圧力でもより多くの酸素を燃焼室に入れる役割

ターボチャージャーやスーパーチャージャーなどの過給器で加圧された空気は、温度が高くなってしまいます。その空気をエンジンに入る前に冷やさないと、加圧した効果が半減してしまいます。

そこで、吸気温度を下げてパワーを確保することが必要になるんですね。。その役目をするのがインタークーラーです。一般的な構造でいえば、過給器とエンジンの間に配置されることになります。

少し前に、吸気温度が30℃違うと約12%もパワーが違ってくる、というお話しをしました。過給器から出てきた空気はフルブーストでは150℃〜200℃くらいにまで、温度が上がっています。例えば外気温が20℃で、それが150℃にまで上昇したとすると、体積は約1.5倍にも膨張しています。

その時のブースト圧が0.5barだった場合、空気密度は同じになるので、つまり過給してもしなくても同じ体積だと酸素の量は同じになってしまうのです。実際のパワーはエンジンの充填効率が違うので過給したほうが高くなりますが、しかしこれでは過給した意味が半減してしまいます。

点火前に燃焼が始まるリスクを押さえる役目もある!

そこでインタークーラーを使って温度を下げてやるわけです。150℃を80℃まで下げれば約28%体積が小さくなるわけで、その分だけパワーアップすることになります。

そもそも吸気温度が高くなるとガソリンエンジンでは点火前に燃焼が始まってしまうプレイグニッションが発生する可能性があります。それが発生するとエンジンを破損することにつながるので、そうならないように吸気温度が高くなり過ぎないようにしているのです。

インタークーラーには水冷式と空冷式の2種類があります。バンパーの奥にやたら横長のラジエーターが見えたら、それは空冷式インタークーラーです。

スバルの場合にはエンジンの上に四角い空冷式インタークーラーが載っています。

エンジンの冷却水を利用した水冷式インタークーラーは外からは見えません。VWのTSIエンジンでは、冷却温度では不利で複雑になる水冷式インタークーラーを採用しています。その理由は吸気系の長さを可能な限り短くして、ターボラグを徹底的に小さくするためです。

結局インタークーラーは、過給した意味を有効にする装置なんですね。つまり過給エンジンにとって不可欠なんです。