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ターボチャージャーとスーパーチャージャーの違い2つを比較!両方搭載も可能?!

自動車用エンジンの部品のなかに「過給機」と呼ばれる機器があり、エンジンの出力を高めることのできる装置です。

それを装着したエンジンを過給エンジンというのですが、過給機にはターボチャージャーとスーパーチャージャーという2種類が存在します。

今回はそんな2種類の過給器の違いなどをご説明していきます。

ターボチャージャーとスーパーチャージャーの違い

GT-R エンジン

過給器の役割というのは、過給という言葉の通り通常より大量の空気をエンジンに送り込むことです。

そのため過給機は空気を圧縮して密度を高めることで、自然吸気の状態よりも多くの空気、つまり酸素をエンジンに送ります。

内燃機関のエンジンはシリンダーに送り込まれる空気が多いほど出力を高めることができ、エンジンの排気量を上げることなく性能を向上させられます。

エンジンの燃料は完全燃焼させるのに必要な空気の量、割合が決まっており、空気が多ければそれだけ多くの燃料も燃やせるので出力が上がるのです。

そういった効果を持つ過給器ですが、空気の圧縮方法に違いのある2種類があり、ターボチャージャーとスーパーチャージャーがそれです。

ターボチャージャーとスーパーチャージャーの構造

この2種類の過給機はどちらも空気を圧縮するのが目的で、コンプレッサーの回転運動によって圧縮を行います。

家庭のエアコンなどのコンプレッサーと基本的に考え方は一緒なのですが、エアコンのコンプレッサーが電気モーターで回転しているところを、自動車用の過給機では別の方法で回転を与えており、ターボチャージャーとスーパーチャージャーの構造の違いはまさにそこです。

ターボチャージャーの構造


ターボチャージャーはコンプレッサーの回転に排気ガスのエネルギーを使っており、コンプレッサーと回転軸が繋がっているタービンの羽根に排気ガスを当てて回転エネルギーを得ています。

排気ガスは燃焼が終わったあとの不要なガスですが、非常に高温、かつ流速も高く、持っているエネルギーは結構多いものです。

自然吸気エンジンでは排気ガスのエネルギーは捨てるだけで無駄になるのですが、ターボチャージャーとして活用することでエネルギーの回収も行えますので、エンジンの効率化も果たしています。

排気ガスのエネルギーはエンジンの回転数に比例しており、低回転のときにはエネルギーも低いのでターボチャージャーの圧縮効果は高くありません。

エンジン回転数が上がって排気ガスのエネルギーが増加するほどターボチャージャーは性能を発揮していきますので、基本的には高回転向けの過給器です。

そのためターボチャージャーには「ターボラグ」というものがあり、低い回転でアクセルを踏んでもすぐにはターボの働きが高まらず、加速に数秒のタイムラグを生みます。

またターボチャージャーは内部に高温の排気ガスが通るので、回転部分のベアリング保護のために冷却が重要で、エンジンオイルを循環させてその役割を果たしています。

スーパーチャージャーの構造


スーパーチャージャーはターボチャージャーとは違って回転エネルギーをエンジンの出力軸から取っています。

つまりエンジンが回るとスーパーチャージャーも連動して回るのです。

スーパーチャージャーとエンジンのクランクシャフトの間にはベルトやチェーン、ギアなどがあり、それらによってエンジンの回転を伝達しています。

スーパーチャージャーはコンプレッサーの仕様によっていくつかタイプがあるのですが、基本的には機械的な回転によって空気を圧縮しており、排気ガスなど2次的なものは必要ありません。

そのためターボチャージャーのようなターボラグはなく自然吸気エンジンのようななめらかな過給が特徴です。

またターボチャージャーのような冷却用のシステムも必要なく、スーパーチャージャー単体での稼働が可能です。

それぞれの得意な領域

ターボチャージャーとスーパーチャージャーにはそれぞれ得意な領域というものがあり、一般的に次のようになっています。

低回転特性高回転特性
ターボチャージャー
スーパーチャージャー

ターボチャージャーは前述したとおり排気ガスのエネルギーの関係で低回転では動きが悪く、高回転域ほど働きが良くなります。

ポイント

ターボチャージャーの大きさや構造によって低回転から効きの良いターボチャージャーにもなりますが、ターボラグがまったくないターボチャージャーはありません。

一方でスーパーチャージャーはエンジンが始動したときから稼動するので過給はすぐに始まり、低回転から安定した過給ができます。

その代わりスーパーチャージャーは機械的な回転によって圧縮しているので、高回転域では機械部分での摩擦損失が高く、エンジンが高回転に行くに従って効率が低下します。

そのためターボチャージャーと比較すると高回転域での過給は苦手としており、ターボチャージャーとは全く逆の特性を持つわけです。

この特性の違いによって2種類の過給機に使い分けが生まれるのです。

ターボチャージャーとスーパーチャージャーはどちらが上か

ターボチャージャーとスーパーチャージャーは特性が全く逆なので優劣は車によって変わってくると言えるのですが、最高出力を重視するか、低回転での加速を重視するかで決まります。

ターボチャージャーは前述したとおりエンジンの回転数が高いほうが性能を発揮する過給器で、高い回転数で最高出力を狙うことに長けています。

またターボラグというデメリットはあるものの、一度過給が始まれば爆発的な加速を得ることもできるので、最高速度を重視する場合にもターボチャージャーは有利です。

スーパーチャージャーはエンジン始動時から効き始めるのでターボチャージャー以上の鋭い加速が可能で、ターボラグなどのデメリットもありません。

ポイント

ターボチャージャーはターボ独特の急激な加速がありますが、スーパーチャージャーではなめらかな加速となるので自然吸気エンジンの延長のような運転感覚も得られます。

ですが前述したとおり高回転域では効率が低下するので高出力、最高速を狙うためには不利で、低回転域での効きの良さがなによりスーパーチャージャーの有利な点です。

こういった違いから、ターボチャージャーはスペックを追求するスポーツカーに向いており、スーパーチャージャーは一般道の普段の運転に合っているといえるでしょう。

ターボチャージャーの方が普及している理由

ターボチャージャーとスーパーチャージャーにはそれぞれ得意とする領域があり、車によって使い分けがされているのですが、世の中の過給エンジンというのは大半がターボチャージャーなのです。

これはなぜかというと、ターボチャージャーが構造によってある程度低回転域にも対応できるのに対し、スーパーチャージャーの高回転域での効率低下はなかなか対応が難しいものであり、スーパーチャージャーの適応範囲が狭いことにあります。

スーパーチャージャーにもさまざまなタイプがあるものの、高回転域での機械的損失が大きいのは機械式コンプレッサーの宿命でもあるので仕方ないのです。

またターボチャージャーは低回転用ターボと高回転用ターボを両方搭載したり(ツインターボ)、一つのターボの内部構造を分割するツインスクロールターボという技術的な改善によって、大きなデメリットであったターボラグが劇的に改善しており、現在のターボチャージャーは割と低回転でも効きがよいのです。

MEMO

さらにターボチャージャーは割と構造が簡単で重量も小さいことに対し、スーパーチャージャーは大型で重量もかさみコストも高いので、搭載性、重量、コストすべての面でターボチャージャーのほうが有利なのです。

加えてターボチャージャーはスペック表の上での最高出力やトルクを高く表記できますので、セールス面でもスーパーチャージャーに対して有利であり、「ターボチャージャーのほうがスーパーチャージャーよりパワフルで速い」と言いやすいのもメリットですね。

実際同じ最高出力や最高速度を出そうとすると、スーパーチャージャーは少し大きい排気量のエンジンが必要な場合が多いです。

ターボチャージャーとスーパーチャージャーの車どちらを買えば良いか

現在日本だけでなく世界的にも過給エンジンのほとんどはターボチャージャーですので、購入しやすさという意味では圧倒的にターボチャージャーが有利です。

ターボチャージャーの車

日産 GT-R

ターボチャージャーを搭載した車は一般的に高出力で走りを重視した車が多い印象です。

そのためスポーツカーやスポーツセダンが好きという人にはおすすめでしょう。1990年代はまさにそういう時代で数多くの高スペックなターボ車が生まれました。

トヨタ スープラ、日産 スカイライン、マツダ RX-7など世界にも通用する名車が揃っており、燃費は振るいませんがそれ以上に魅力のある走りを見せてくれたのです。

現在でも日産 GT-Rやホンダ シビックTYPE-R、スバル WRXなどでターボチャージャーのパワフルな走りを味わうことができ、ターボエンジンの楽しさを体験するにはもってこいです。

またターボエンジンには別の側面もあり、「ダウンサイジングターボ」と呼ばれるターボエンジンが増えてきました。

これはエンジンの排気量をそれまでよりワンランク下げて燃費を向上させ、不足したパワーをターボチャージャーで補うものです。

ターボチャージャーは低回転向けの小型なものが主流で、ターボラグが小さくて扱いやすく普段遣いに向いています。

MEMO

フォルクスワーゲンが始めたこのコンセプトは燃費と環境性能、走行性能を両立するエンジンとして完成度が高く、現在では世界中のメーカーがこぞって同タイプのエンジンを開発しています。

日本でも次第にダウンサイジングターボの車が増えてきており、ハイブリッドカーと並んで次世代エンジンの一角を担うものです。

大型、高性能な車から、中、小型の大衆車までターボチャージャーの適用範囲は広がりを見せており、ターボ車は一般的な車になりました。

スーパーチャージャー搭載の車

日産 ノート

スーパーチャージャー搭載の車がほしいと思っても、現在国産車でスーパーチャージャーを搭載しているのは日産ノートわずか1車種という少なさです。

世界的に見ても欧州車ではメルセデス・ベンツぐらいしか採用していないのですが、例外としては北米で採用例が多いことです。

アメリカ車は大きな排気量で低い回転域で走行することが多いのでスーパーチャージャーに人気があるのですが、日本への輸入はあまりされていませんので購入しにくいです。

それでもスーパーチャージャーのリニアな加速はなかなか魅力があるものですので、それを味わいたいのであれば日産ノートが唯一の選択肢と言えるでしょう。

また中古車まで広げれば車種の候補は増えますが、1990年代の車ばかりなのでいまとなっては少し古すぎる車ばかりです。

ターボチャージャーとスーパーチャージャーの両方の搭載


さてターボチャージャーとスーパーチャージャーは真逆の特徴を持つ過給器ですが、それゆえに両方の過給器を同時に搭載した「ツインチャージャーエンジン」というものが生まれました。

これは両方の過給器を回転数によって使い分けようというコンセプトのエンジンで、低回転域ではスーパーチャージャーが、高回転域ではターボチャージャーが主に過給を担当します。

高回転域ではスーパーチャージャーは機械的損失が大きくなるので、スーパーチャージャーにつながる出力軸を電磁クラッチで切り離し、高回転域でスーパーチャージャーは稼動しないようになっています。

同じような特性を狙ったツインターボエンジンというものもあるのですが、ツインチャージャーではターボラグを大きく削減できるところにもメリットがあります。

ツインチャージャーエンジンは非常に珍しいエンジンなのですが、かつて日産が「マーチスーパーターボ」という車で1980年台に国内で発売しました。

MEMO

世界でも採用例は何車種かあるのですがかなり珍しく、近年ではフォルクスワーゲン ゴルフの一部車種で採用例があります。

ですが現在ではフォルクスワーゲンもこのエンジンの採用はやめており、わずか1世代だけのエンジンとなりました。

ですので今では中古車で購入できるだけなのですが、過給器を2つ搭載しているだけあって性能は抜群に良いです。

なおツインチャージャーについては別の記事で詳しくご説明していますので、ぜひそちらもご覧ください。