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ツインチャージャーとは?搭載車を日本車/外車の車種からそれぞれ紹介!

自動車用エンジンのパワーアップの方法として過給機はよく使われる部品ですが、その過給エンジンのひとつに「ツインチャージャーエンジン」というものがあります。

世界的に見ると採用しているメーカーの少ない仕様ですが、いったいどんなエンジンなのでしょうか。

今回はツインチャージャーエンジンについてご説明します。

ツインチャージャーとは

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ツインチャージャーは名前のとおり2つのチャージャー(過給機)が組合わさったエンジンのことで、ターボチャージャーとスーパーチャージャーの2種類を1つのエンジンに搭載したものを指します。

過給機は一種類でも十分にエンジンの出力やトルクをアップさせる効果がありますが、ツインチャージャーには出力やトルク上昇以外の目的があるのです。

まずはツインチャージャーに使われるターボチャージャーとスーパーチャージャーの違いを簡単にご説明しましょう。

ターボとスーパーチャージャー

ターボチャージャーとスーパーチャージャーはどちらも過給機と呼ばれる部品の一種で、その役割はエンジンにより多くの空気を送り込むことにあります。

内燃機関のエンジンは短時間に送り込まれる酸素量が多いほど多くの燃料を燃やすことができるので、圧縮機(コンプレッサー)で空気を圧縮して送り込むと同じエンジンでもより出力やトルクを出せるようになります。

どちらの過給機も空気を圧縮する機能を持ちますがその動力源が違っており、次のような違いがあります。

  • ターボチャージャー:排気ガスのエネルギーを羽根(タービン)に当てて回転させ、コンプレッサーの動力にする
  • スーパーチャージャー:エンジンのクランクシャフトの回転を伝達させ、コンプレッサーの動力にする。

ターボチャージャーとスーパーチャージャーの違いについては別の記事で詳しくご説明しますが、基本的に自動車用の過給機として性能がよいのはターボチャージャーのほうです。

実際ターボチャージャーはさまざまな車に採用されているのに対してスーパーチャージャーの採用例はあまり多くありません。

ですがターボチャージャーには「ターボラグ」というデメリットがあり、エンジンの回転数が低いときにターボの効きが悪くなり、加速にタイムラグが生まれるのです。

ターボラグは2秒以上生まれることもあり、ドライバーの運転感覚としては大きな違和感を感じるものです。

ポイント

ターボチャージャーのデメリットはこのターボラグにあるといっても良く、さまざまなターボラグ削減の試みがなされてきました。

ツインチャージャーエンジンもターボラグ削減のためのシステムのひとつで、スーパーチャージャーをその対策に使ったエンジンです。

ツインチャージャーの目的と構造

スーパーチャージャーはターボチャージャーと違ってエンジンの回転数が低い領域からでも効きが良く、ターボラグのようなものが発生しません。

その代わりスーパーチャージャーは高回転時にはターボチャージャーより効率が下がるデメリットをもっており、ターボチャージャーとスーパーチャージャーはメリット、デメリットが相反しているのです。

そこで生まれたのがツインチャージャーで、2つの過給機を同時に搭載することで両方のデメリットを打ち消して理想的なエンジンとするものです。

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
ツインチャージャー

ツインチャージャーではエンジンが低回転のときと高回転のときで使う過給機を切り替えており、低回転時にはおもにスーパーチャージャーで過給を行います。

低回転からしっかりと過給が行われ、加速がリニアでタイムラグのないものとなります。

中速域ではスーパーチャージャーとターボチャージャーを併用して過給を行いますが、スーパーチャージャーは高回転域では効率が落ちるためある回転数に達するとターボチャージャーのみの過給に切り変わります。

この時スーパーチャージャーは電磁クラッチによって回転軸が切り離され、エンジンへの過給は一切行われません。

こういったシステムによってターボラグを解消し、低速域から高速域まで安定した過給圧を確保するのがツインチャージャーなのです。

ツインチャージャーのメリット・デメリット

ツインチャージャーのメリットは前述したとおりターボラグをなくすことができることですが、これにより過給エンジンでも自然な運転感覚を得られるのもメリットでしょう。

そのためターボチャージャーのように最高出力を狙った車ではなく、むしろ大衆車のようなバランスを求められる車に向いています。

しかしツインチャージャーにもいくつかデメリットはあり、複雑なシステムには付き物野茂のと言えるでしょう。

ではそんなツインチャージャーのデメリットをご説明していきます。

エンジン構造の複雑化

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ツインチャージャーは2種類の過給機を1台のエンジンに組み合わせるため、非常に複雑な構造を持つエンジンとなってしまいます。

ターボチャージャーとスーパーチャージャーはそもそもの作動方式が違うことから、2種類の作動形式に対応したシステムと搭載スペースを用意しなければなりません。

ターボチャージャーは排気管の一部に接続しますが、それに加えて冷却と潤滑用のオイル配管が必要となります。

またスーパーチャージャーではクランクシャフトから動力を伝達するベルトやチェーンなどが必要であり、ツインチャージャーでは電磁クラッチ付きの大型スーパーチャージャーですので搭載するスペースも結構とられます。

またそれぞれで過給された空気を運ぶ吸気管やインタークーラー配管なども2つの過給機の間を入り組んで繋げなくてはならず、かなり複雑な経路となります。

その分エンジンは大型化してエンジンルームのスペースを占有するので、年々狭くなっていくエンジンルームにツインチャージャーエンジンを収めるために車両側の部品変更も必要でしょう。

車の部品の中でもっとも複雑でスペースを取るエンジンがさらに複雑化することは、搭載上にも大きなデメリットといえるでしょう。

重量の増大

システムが複雑でさまざまな追加部品が必要となれば、それだけエンジンの重量は多くなってしまいます。

エンジンは車の中でももっとも重量のある部位であり、重量はそのまま走行性能や燃費に悪影響を与えるものです。

ターボチャージャーもスーパーチャージャーも金属を多用した重たい部品であり、さらに関連部品の重量も上乗せされます。

またツインチャージャーのスーパーチャージャーに使われる電磁クラッチはそれだけでかなり重たいものであり、普通のスーパーチャージャーよりも重たいのです。

近年は燃費を向上させるために重量の低減は大きな課題となっており、ツインチャージャーエンジンはそれ自体が燃費に対してデメリットを持ってしまうのです。

コストの増大

複雑なシステムと部品点数の増加は当然ながらコストの増大が起こります。

エンジンのコストは部品種類の多さと密接に関係しており、コストダウンを図る時にはできるだけ同じ部品をたくさんの箇所に使えるようにするものです。

しかしツインチャージャーエンジンではそれとは全く逆のことが起こっており、2種類の過給機と関連システムで部品種類は一気に増大しコストも増えてしまいます。

コスト面で言えばターボチャージャーかスーパーチャージャーだけのエンジンには遠く及ばない高さとなっており、性能はよくてもなかなか採用しづらいエンジンでもありますね。

ツインチャージャーの評価・乗り心地

ツインチャージャーエンジンを搭載した車種はあまり多くないのですが、フォルクスワーゲンや日産が採用しているのでそれなりに評価がTwitterに投稿されています。

またカスタムカーの世界でも採用されるシステムで、そういったツイートもあわせてご紹介しましょう。

VWのツインチャージャーは乗りやすい

現在ツインチャージャーのエンジンを採用しているのはフォルクスワーゲンだけですが、1.4Lのツインチャージャーエンジンは2.0Lエンジン並みの動力性能を持ち、フォルクスワーゲンの主力のダウンサイジングエンジンとなっています。

スーパーチャージャーで低速からしっかり効くトルクのおかげで街乗りがしやすく、なかなか運転しやすい車に仕上がっているようですね。

パワー重視のカスタムツインチャージャー

この方がご覧になったのは、もともと自然給機エンジンのスバル BRZをツインチャージャーに改造したカスタムカーで、クローズドコースでの競技を見られたようですね。

さすがに300馬力もある車でスーパーチャージャーによる低速トルクも太いとなれば、その加速は非常に鋭いものとなり、とても早い車に仕上がります。

ですがBRZは後輪駆動車なので、濡れた路面ではエンジンの大トルクを十分に活用できず滑ってしまっていたようですね。

かつては安かった日本のツインチャージャー車

現在国内メーカーからはツインチャージャーエンジンの車は一切発売されていませんが、かつて日産から「マーチ スーパーターボ」というツインチャージャーエンジン車が発売されていました。

この車の詳細はのちほどご説明しますが、発売された1989年当時で1,150,000円だったそうなので、2種類の過給機を搭載した車としてはなかなか破格のお値段だったようですね。

ツインチャージャー搭載車

ツインチャージャーエンジンは現在のフォルクスワーゲンの主要エンジンのひとつですが、世界でもフォルクスワーゲンしか採用していません。

そのため搭載車種はほとんどフォルクスワーゲンなのですが、古い車を含めると何車種か存在しますので、ツインチャージャー搭載車をご紹介していきましょう。

フォルクスワーゲン ゴルフ TSIエンジン


フォルクスワーゲンのツインチャージャーエンジンはTSI(Turbocharged Direct Injection)呼ばれるエンジンシリーズの一種類であり、直噴エンジンにツインチャージャーを組み合わせたものです。

2005年に代表車種であるゴルフに初搭載され、それ以降フォルクスワーゲンのさまざまな車種に展開されてきました。

TSIにはツインチャージャー以外にもシングルチャージャーもあり排気量もいくつかありますが、ツインチャージャー仕様は1.4Lエンジンのみとなっています。

MEMO

フォルクスワーゲンのツインチャージャーエンジンはコンセプトとしては「ダウンサイジングターボ」と呼ばれるものであり、燃費を良くするために排気量の小さなエンジンを採用して、足りなくなる出力やトルクをターボチャージャーで向上させるエンジンです。

その先駆けとなったのがゴルフ 1.4 TSIで、ゴルフVとゴルフVIに搭載されました。

ですが最新型のゴルフVIIではツインチャージャーは廃止されターボチャージャーのみとなりました。

ゴルフVゴルフVI
エンジン形式1.4TSI
エンジンスペック1,390cc 直列4気筒 DOHC
直噴ターボチャージャー+スーパーチャージャー
最高出力170PS(125 kW)/
6,000rpm
160PS(118 kW)/
5,800rpm
最大トルク240N·m(177 lb·ft)/
1,500rpm−4,750rpm
240N·m(177 lb·ft)/
1,500rpm–4,500rpm

ツインチャージャーエンジンはゴルフVとVIで同一形式のエンジンが搭載されましたが、VIでは環境性能対応などのために10馬力減少しています。

しかしツインチャージャーの最大の魅力はその大トルクにあり、アイドリングから少し高いだけの1,500回転で最大トルクが発生するという、低回転高トルクエンジンに仕上がっています。

そのために街乗りなど一般道路での使い勝手がよく、前述のツイートにもあったように2.0Lクラスのエンジンのようです。

最高出力もゴルフのようなコンパクトカーとしては十分すぎるスペックですので、素晴らしい走行性能がこのエンジンの売りなのです。

日産 マーチスーパーターボ

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国産車でツインチャージャーエンジンを搭載したのは先にもあとにもこの車種だけであり、1989年発売の古い車種です。

MEMO

日産のコンパクトカーの代名詞であるマーチの初代型で、その高スペック仕様がマーチスーパーターボとなります。

当時の日本は車のパワー競争の真っ只中であり、マーチのような小型車もハイパワー仕様の存在が必要不可欠でした。

ライバルメーカーは続々ターボチャージャーを使ったハイパワー車を発売しており、それに対抗するように出てきたのがツインチャージャーというわけです。

ベースである自然吸気エンジンを搭載したマーチとのスペック比較は次のとおりで、かなりのスペックアップがなされたことがわかるでしょう。

マーチマーチスーパーターボ
エンジン形式MA10ETMA09ERT
エンジンスペック987cc 水冷直列4気筒
SOHC 8バルブ
930cc 水冷直列4気筒
SOHC 8バルブ ターボチャージャー+
スーパーチャージャー+インタークーラー
最高出力76PS/6,000rpm110PS/6,400rpm
最大トルク240N·m(177 lb·ft)/
1,500rpm−4,750rpm
13.3kgm/4,800rpm

日産では「ダブルチャージャー」と呼ばれていたこのエンジンは2つの過給機に加えてインタークーラーも搭載し、まさに完全武装の車でした。

最高出力もトルクも大きく延びており、なにより低回転からの鋭い加速が持ち味の車です。

しかし性能に反して販売面では決して成功とは言えず、次期モデルからは廃止になってしまいます。

複雑な構造から来る故障の多発に加え、FF車なので重量のかさむツインチャージャーエンジンは大きく車をフロントヘビーにしてしまっており、走行性能に悪影響もありました。

ですがツインチャージャーという聞くだけでワクワクするようなこの車は今でも結構人気があり、それなりに中古車市場に残っているようです。

ボルボ XC60 ツインエンジン

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ツインチャージャーはボルボの現行型XC60にも採用されていますが、ボルボはツインチャージャーを次世代のエンジンに進化させ「ツインエンジン」の名称を与えました。

ターボチャージャーとスーパーチャージャー両方を搭載するのは代わりませんが、それに加えてモーターを搭載したハイブリッドカーとなっており、これよりツインエンジンと呼ばれています。

XC60はクロスオーバーSUVでスポーティーなデザインが特徴ですが、ツインエンジンはそれにふさわしいスペックを誇ります。

XC60 T8 ツインエンジン AWD
インスクリプション
エンジン形式B420
エンジンスペック1,968cc 水冷直列4気筒DOHC
ターボチャージャー+
スーパーチャージャー+
インタークーラー+電気モーター
最高出力・エンジン:
233kW(318 PS)/6,000 rpm
・モーター:
34kW/2,500rpm(前輪)、
65kW/7,000rpm(後輪)
最大トルク・エンジン:
400N・m(40.80 Kgf・m)/2,200 rpm
・モーター:
160N・m/0rpm−2,500rpm(前輪)、
240N・m/0rpm−3,000rpm(後輪)

XC60 T8のエンジンには電気モーターは搭載されず、純粋なツインチャージャーのエンジンです。

モーターは前後のタイヤに装着されており、エンジンの補助的な役割をします。

しかしこの車はプラグインハイブリッド車で大型のバッテリーを搭載していますので、モーターだけでも十分走行することは可能なシステムとなっています。

MEMO

エンジンのもともとの出力とトルクが高いのに加えてモーターの出力も組み合わされるので、トータルでは400馬力以上の出力となるなど非常にパワフルな車です。

ターボラグを解消するために生まれたツインチャージャーですが、モーターと組合わさることでさらにその効果は高くなり、2.0Lとは思えないスペックを叩き出しています。

XC60 T8はハイブリッドカーですが、環境特化の車ではなく走行性能のためにツインチャージャーとモーターを活用する車です。

2018年現在ではこの車が唯一のツインチャージャー車となっており、ボルボの今後が期待できます。

ツインチャージャーの今後

ツインチャージャーは性能面では素晴らしいものを発揮する一方で、中、小型車向けの量産エンジンとしては複雑すぎるエンジンでもあります。

コストも高く重量もあるので、フォルクスワーゲンのように生産台数の多いメーカーでなければなかなか実用化に踏み切れないのも事実です。

またツインチャージャーのメリットであるターボラグの削減についてはツインチャージャー以外にもさまざまな方法があり、そちらのほうがコストメリットがあり軽量です。

ポイント

当のフォルクスワーゲンにしてもツインチャージャーエンジン廃止の方向に向かっており、日本市場では早々にツインチャージャーモデルはなくなりました。

そういった事情からツインチャージャーが今後増えるとはあまり考えにくいですね。

ですがボルボに関してはツインエンジンのモデルを派生させていくとアナウンスしており、ハイパワーのツインチャージャーハイブリッドという形で生き残っていくのかもしれません。