ターボチャージャーを選択する際の重要な要素

エンジンに適切なターボチャージャーを選択するには、多くの考慮事項が必要です。

特定のエンジンに関する事実が必要なだけでなく、そのエンジンの使用目的も同様に重要です。これらの考慮事項に対する最も重要なアプローチは、現実的な考え方です。言い換えれば、現在自然吸気形式で 200 馬力と評価されているエンジンをターボ過給する場合、おそらく 600 馬力を生成したいと思うでしょう。ただし、これは、実行しようとしている追加の変更コレクション内では非現実的である可能性があります。ストリート走行全般に適したパワーの増加を求める場合は、50% の増加がより現実的であり、ターボをこのレベルの増加に合わせることで、より満足のいく結果が得られます。多くのエンジンでは 300% の出力向上 (200 馬力から 600 馬力) が可能ですが、このような出力向上は、内部と外部の両方にさまざまな追加の変更を加え、すべてが連携してこのレベルの出力を達成する競技用エンジンに限定されています。どのターボチャージャーが最適であるかを決定する最も重要な要素の 1 つは、目標馬力を念頭に置くことです。しかし、何のために撮影するのかについては現実的でなければなりません。

車両の用途と使用目的も非常に重要です。たとえば、オートクロス車は高速加速のために急速なブースト上昇を必要としますが、長いストレートを走行するボンネビル車はより高いエンジン回転数での馬力をより重視します。インディカーは、特定のエンジンと車両速度での流れを最適化するためにターボのマッチングが非常に重要であるため、短いトラックと長いトラックで頻繁にターボを調整します。トラクター牽引アプリケーションでは、競技の開始直後に最高のエンジン速度が見られる可能性が高く、牽引が進行するにつれて、エンジンが牽引スレッドによって最大負荷に達するまで、代用ブレーキのように徐々に負荷が増加します。これらの異なる用途には、異なるターボ マッチングが必要です。

容積効率 (VE) という用語は、理解することが非常に重要な用語および概念です。エンジンVEを最大化することで馬力と回転数のポテンシャルを高めます。燃料と点火の変更を除いて、従来のアフターマーケットの高性能エンジン部品のほとんどは、本質的にエンジンの VE を向上させます。強制空気導入は、VE を高めることがすべてです。しかし、体積効率とは正確には何でしょうか?

エンジンの VE は、エンジンの計算された、または理論上の空気の体積流量と実際の能力の比較です。エンジンの排気量は固定されており、たとえば 300 立方インチです。その排気量は、理論的にはエンジン 2 回転ごとに 300ci 流れることになります (4 ストローク エンジンは、4 サイクルすべてを完了するために、すべてのシリンダーが 2 回回転する必要があります)。理論的には、空気流量とエンジン RPM には線形関係があり、1 分あたりの回転数が 2 倍になると、エンジンによって押しのけられる空気の量も 2 倍になります。エンジンが動作中に理論計算通りに正確に同じ量の空気を流すことができた場合、そのエンジンの VE は 100 パーセントになります。しかし、実際にはそのようなことはほとんど起こりません。

100% 以上の VE を達成するエンジンもいくつかありますが、ほとんどのエンジンはそうではありません。100% の体積効率を満たすエンジンの能力を妨げる要因は数多くあり、意図的なものもあれば、避けられないものもあります。たとえば、エア クリーナー ハウジングとフィルターは通常、吸入空気の流れを妨げますが、空気濾過なしでエンジンを運転することは望ましくありません。

ターボ過給がエンジンのパフォーマンスに劇的な影響を与える理由は、この体積効率の概念を使用するとよりよく理解できます。ターボチャージャー付きエンジンでは、吸気バルブが開いている時間は依然として時間によって制限されますが、吸気圧力が大気圧よりも高い（ブーストされている）場合は、バルブが開いている間により多くの総空気量を強制的に送り込むことができます。その空気の密度も増加するため、燃焼目的での空気の品質が向上します。ブースト圧と空気密度の組み合わせにより、バルブ イベントの時間制限の側面が補われ、ブーストされたエンジンが 100% をはるかに超える VE を達成できるようになります。しかし、総馬力出力を最大化する場合、ターボチャージャー付きエンジンであっても、自然吸気エンジンの VE を強化するために行われた同じ設計改善の多くから恩恵を受けることができます。

前述したように、特定のエンジンの VE は RPM バンド全体で良くも悪くもなります。すべてのエンジンにはスイート スポットがあります。スイート スポットとは、フルスロットル時に体積効率が最高になるエンジン設計のポイントです。これは通常、トルク曲線上でピークトルクが見つかる点です。VE が最高点になるため、1 馬力、1 時間あたりの燃料ポンドで測定される最大燃料効率 (BSFC) も最高効率になります。VE は特定のエンジンの空気流量要求を決定する重要な要素であるため、適切なターボ マッチを計算する際に考慮すべき重要な要素です。

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