ターボチャージャーはどのようにして圧力を高めるのでしょうか?

ターボチャージャーはどのようにして圧力を高めるのでしょうか?

ターボチャージャーは、次の手順でエンジンの過給プロセスを実現し、出力と効率を向上させます。

1. 排気ガスがタービンを駆動する（タービン）

• 排気ガスエネルギーの利用：エンジンが作動すると、高温高圧の排気ガスが発生します。 

排気管を通ってターボチャージャーのタービン端に入ります。

• タービンの回転：排気ガスがタービンブレード（通常はニッケル合金などの耐熱材料で作られています）に衝突し、 

タービンを高速（毎分数万から数十万回転）で回転させます。

2. コンプレッサーの動作（コンプレッサー）

• 同軸リンク機構: タービンとコンプレッサーインペラー (コンプレッサーホイール) は、剛性シャフトを介して直接接続されます。 

タービンが回転すると、コンプレッサーのインペラーも同期して回転します。

• 空気圧縮：コンプレッサーのインペラーが空気入口から外気を吸い込み、高速回転するインペラーが空気を加速して圧縮し、 

空気圧を大幅に増加させます（過給）。

3. インタークーリング（インタークーリング、オプションのステップ）

• 温度を下げる：圧縮空気の温度は（圧縮プロセス中に発生する熱により）上昇します。 

高温の空気の密度は低くなります。一部のシステムでは、圧縮空気をインタークーラーで冷却して密度をさらに高めます。 

それにより燃焼効率が向上します。

4. 高圧空気がシリンダーに送られる

• 吸気最適化: 圧縮された高密度の空気が吸気マニホールドを通ってエンジンシリンダーに入ります。

• 燃焼促進：酸素が増えると燃料はより完全に燃焼し、単位時間当たりのエネルギー放出量が増加します。 

エンジン出力（通常 30% ～ 50% 増加）と燃費が向上します。

主な利点 • エネルギー回収: 排気ガスエネルギーを活用し、廃棄物を削減し、熱効率を向上させます。

• 小排気量かつ高出力：小排気量エンジンで大排気量エンジンと同等のパワーを実現できるようにします（つまり、ダウンサイジング"）。

• 環境保護: 燃焼を最適化することで、未燃焼炭化水素や粒子状物質の排出を削減できます。

コアコンポーネント

• タービン：耐高温性があり、排気ガスの運動エネルギーを機械エネルギーに変換します。

• コンプレッサー: 空気を圧縮し、吸入密度を高めます。

• ベアリング システム: 高速回転するタービン シャフトをサポートします。一般的なタイプには、フローティング ベアリングまたはボール ベアリングがあります。

• ウェイストゲート: ブースト圧力を制御し、過圧を防止します (一部のターボチャージャーに装備されています)。

このプロセスにより、ターボチャージャーはエンジン排気量を大幅に増やすことなく、動力性能と効率を大幅に向上させます。 

自動車、船舶、産業用エンジン分野で広く使用されています。