ターボチャージャーとは何ですか?

写真: NASA が開発したオイルフリー ターボチャージャーの 2 つのビュー。写真提供：NASA グレン研究センター (NASA-GRC)。

テールパイプからすすの煙を吐き出しながら、車がブンブンと音を立てて通り過ぎていくのを見たことがありますか?排気ガスが大気汚染の原因であることは明らかですが、同時にエネルギーを浪費していることはあまり明らかではありません。排気ガスは高速で排出される高温ガスの混合物であり、排気ガスに含まれるすべてのエネルギー (熱と運動 (運動エネルギー)) は無駄に大気中に消えていきます。エンジンがその無駄なパワーを何らかの方法で利用して、車を速く走らせることができたら素晴らしいと思いませんか?まさにそれがターボチャージャーの役​​割です。

車のエンジンは、シリンダーと呼ばれる頑丈な金属缶に入った燃料を燃焼させることで動力を生み出します。空気が各シリンダーに入り、燃料と混合し、燃焼して小さな爆発を起こし、ピストンを押し出し、車の車輪を回転させるシャフトとギアを回転させます。ピストンが押し戻されると、廃空気と燃料の混合物が排気としてシリンダーから排出されます。車が生成できるパワーの量は、燃料の燃焼速度に直接関係します。シリンダーの数が増え、シリンダーが大きくなるほど、車が毎秒燃焼できる燃料が増え、(少なくとも理論的には) より速く走ることができます。

車を速くする 1 つの方法は、シリンダーを追加することです。そのため、超高速スポーツカーには通常、従来のファミリーカーの 4 気筒または 6 気筒ではなく、8 気筒と 12 気筒が搭載されています。もう 1 つのオプションは、ターボチャージャーを使用することです。これにより、毎秒より多くの空気がシリンダーに送り込まれ、より速い速度で燃料を燃焼できるようになります。ターボチャージャーは、同じエンジンからより多くのパワーを得ることができる、シンプルで比較的安価な追加のキットです。