スーパーチャージャーについて。 スーパーチャージャーは、高回転にはどっちかというと不向きです。高回転には一般的なターボですよね？

Question

ガソリンエンジン特有の低回転のトルク不足を稼ぐために使うイメージです。
「高回転に不向きなら、走行時に実際の回転数が低いディーゼルエンジンに取り付けても全然いいんじゃない？」と思うのですが、ディーゼルにスーパーチャージャーって、聞いたことがありません。みんなターボです。（トラック・バスはあるのかな？）
確かにディーゼルは低回転のトルクが太いですけど、スーパーチャージャーなら更にトルクアップし・・・、あ、でもそこまでトルク必要ないのかな？
●なぜ、ディーゼルは昔から一般的なターボだけなのでしょうか？●

Answer 1

う〜〜ん・・・(^^;)

>スーパーチャージャー
>高回転にはどっちかというと不向きです。
>高回転には一般的なターボですよね？
何故そう思われたのでしょうか?
機械式過給機と言っても様々で、駆動するエンジン回転を減速してから使うという、古臭〜いルーツ送風器から、レシプロエンジンが遥かに及ばない3万2千rpm程度迄使えるスクリュー「コンプレッサー」、別名リショルム
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AA%E3%82%B7%E3%83%A7%E3%83%AB%E3%83%A0%E3%83%BB%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%97%E3%83%AC%E3%83%83%E3%82%B5

も在ります。d(^-^;)

>ガソリンエンジン特有の
>低回転のトルク不足を稼ぐために使うイメージです。
それは設定次第、性格付け次第でしょう。こんな低回転型のエンジン
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A9%E3%82%A4%E3%83%88_R-3350

も在った訳ですから。(2800rpmですヨ! たったの (^^;)

>「高回転に不向きなら、
>走行時に実際の回転数が低い
>ディーゼルエンジンに取り付けても全然いいんじゃない？」と思うのですが、
イイですよね d(^^) 何の問題も無い、、、様に見える。

>ディーゼルにスーパーチャージャーって、
>聞いたことがありません。みんなターボです。
>（トラック・バスはあるのかな？）
>なぜ、ディーゼルは昔から一般的なターボだけなのでしょうか？
それは、、、幾つかの理由が在ります。

その1.
過給機はエンジンメーカー製では無く、買込み部品である事。
だから高いと買って貰えません。スーチャーとTurboのハイブリッド過給なら尚更。d(^^;)

実は判ってる(解ってる)んですヨ、各メーカーは。
エンジンの進化で、過給がクローズUpされて来る。けど、内部圧縮が無いルーツ「ブロワー(=唯の送風器)」だと、吸収馬力に対して身入り、つまり出力 or トルクUpが少ない。
一方、Turboだと速度型と言う基本的性格の為、下スカ上ドッカンに成ってしまう。

その昔、三菱が、ルーツ + Turboのハイブリッド過給化する事によって、クラッチ合わせが大幅に改善される事が研究発表されています。
だから、最大出力の排気量分を流せない小さい容量のTurboを選び、ウェイストゲート弁を途中から開いて排気を捨てる事で、低回転から過給圧を立ち上げさせる一方、フラットなトルクバンドを作る様にして実用化した。
これが基本形で、今は排ガス対策の為、DPF連続再生の為の排気昇温を得る為の合わせ技で、VGベーンのTurbo装着が一般化していたりします。(絞って排圧が上がって排ガスが燃焼室に居残ると、排気温Up)

その2.
そもそもスロットルバルブが無い。
スロットルバルブで吸気量を「絞る」事で出力制御するのが、予混合燃焼を行なうガソリンエンジンですが、吸気を絞らず吸いっ放しなので、排ガス量が減り難い or 減らないディーゼルは、Turboとの相性がガソリンよりは良いとされて来た訳です。
Turboの悪弊がガソリンより目立ち難い。からTurbo。d(^^;)

その3.
高過ぎる過給圧の制御法を確立しないと、エンジンが割れる。d(^=^;)

昔から、燃焼最高圧200kg/cm^2がディーゼルの限界とされてたりしますが(ガソリンだと自己不正着火限界)、過給圧を活かす為に圧縮比を下げちゃうと、沢山の問題を抱え込む事に成ります。過給圧を得られない時の冷間始動性や、低回転低負荷時の綺麗な燃焼獲得等の、難しい問題です。
だから過給圧制御の巧い方法・機構が要る。
ウェイストゲートやプレッシャリリーフ弁から折角の圧を逃している限り、これ以上の(熱)効率の向上は望めません。から、捨てず逃さずの過給圧制御法(機構)が要る。
今の時点では、吸気弁の閉じ時期連続可変機構が最有力ですが、実用化出来ていない。
だから、程々のバランスで「こんなモンかな〜」と温い事言ってる段階 d(^^;) だと思うのです。

* * *

その昔、いすゞ自らの手で、リショルムが試作されたそうです。
丸っ歯の原始的な物であったのに、装着した実験の結果は驚くべき高性能で、その余りの高性能に驚いた結果、お蔵入り、封印されちゃったんだそうです。
ネタ元はこのお方 (-人-)
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%BC%E5%9D%82%E5%BC%98

恐らく氏が発案者・提唱者・言い出しっぺだったのでしょう。試作機も廃棄されちゃった事を記事にしていましたので。
安いからチンケなTurboで、底々の性能。
過給圧の上手い制御法を編み出せば、内部圧縮を持つ事で高効率な機械式過給機の装着、更にはそれにTurboも加えたハイブリッド過給にして、大胆にダウンサイジングしたい。。。
ディーゼルは上手に過給すれば、自然吸気の四倍出せる。その位のポテンシャルが有る。
その観点からすると、未だ未だ開発が足りない。のが、車載可能なエンジン群なのでした、ディーゼルもガソリンも。d(^^;)

>確かにディーゼルは低回転のトルクが太いですけど、
皆さん余り大きい声で言いませんけど、Turbo過給だと、過給圧が得られない低回転低負荷だと「スカスカ」なんです。(^^;) ディーゼルだからトルクが太い、何てとても言えない。
だって、それで北米や欧州が先行した、大型車の過給ダウンサイジングでの排ガス浄化 + 熱効率改善、つまり燃費低減が、幹線道路にも信号をバンバン付けて発進加速を繰り返させる日本では行なわれなかった、クラッチ合わせ容易化の為に、自然吸気大排気量ディーゼルが温存されちゃったという事情に表れてます。
で、三菱はハイブリッド過給の研究発表を行なって。。。d(^^;)

>スーパーチャージャーなら更にトルクアップし
確かに。

>あ、でもそこまでトルク必要ないのかな？
いえいえ、低回転から大トルクが望ましい。大き過ぎて困るなら、ダウンサイジングすればよろしい。
すると、ピストンとシリンダーの擦動面積を削減出来た分だけ、熱効率が向上して行きますから。d(^^)

質問者からのお礼コメント

ありがとうございました。

Answer 2

同排気量のガソリンエンジンに比較すると低回転低負荷でも排気圧が高くターボチャージャーと相性が良いからです。
基本的にスロットルバルブを持たない構造と燃焼方式の違いと制御が比較的楽に行えるからです。
数十年前からエミッションコントロールの関係で難しくなってきていますが現状はメーカー側が上手く誤魔化しているので何とかなっています。

Answer 3

ディーゼルと過給器の相性はとても良いので、基本的にはどちらでも良いのでしょう。

元々が大排気量で捨てるだけの排気圧力も低回転から相当に高いと思いますから、とてもターボと相性が良いのでしょう。
だったらターボにしよう、となるかと思います。

Answer 4

色々な、適当回答があって笑います。

ディーゼルの機械損失とか、振動とか全然関係ないです。


ディーゼルエンジンの特徴を簡単に記載すると、ディーゼルエンジンは高圧縮比エンジンなので発火点さえ確保できればOKで、エンジンの稼動回転域はガソリンエンジンより低回転でかつ狭いけど、その反面、低速トルクはガソリンエンジンに比べて非常に大きく車の発進には有利。まあ、多段の変速機が必要だけど。


で、ディゼールエンジンは低速トルクが大きいから、トラック、バス、ダンプカーなどが、採用しているし、低速トルク不足を補う為にディーゼルエンジンにスーパーチャージャーは不要。




それと、ディーゼルエンジンは空気だけを圧縮した中で燃料が自己発火するため、予混合燃焼ガソリンエンジンで問題となるノッキングやデトネーションが発生しない。
その為、ターボ過給による吸入充填量の増加で気筒容積あたりの低出力を補うことが容易だし、スロットルバルブを持たず低速でも排気圧力が高いことから、ターボとは最高の組み合わせって言われてる。

Answer 5

スーパーチャージャーは機械損失が多いのでディーゼルの美点である燃費の良さが失われます。スーパーチャージャーを装備した車でも燃費が悪化するので常時回しているわけではありません。

Answer 6

●なぜ、ディーゼルは昔から一般的なターボだけなのでしょうか？●

振動の問題

Answer 7

ディーゼルは回らないので、ターボを、低回転様にセットすれば、それなりの性能に成ります。

今の欧州のターボ技術なら、スパーチャージャーが不要な程低回転から、過給が可能です。

マツダの1,500ccディーゼルと同じ低回転トルクなんて、はるかに以前から有りますよ。