VWが、TSIで使っている過給機と、ディーゼルで使っている過給機は似たような部品なのでしょうか？

Question

それともガソリン・ディーゼルの違いのため、まったく違う特性が求められる、別モノのパーツでしょうか？

補足

ご丁寧なご回答をくださいまして、まことにありがとうございます。過去には、日本の非過給ディーゼルのクラッチミートのお話までしてくださいまして・・・いつも楽しみにしております。 素人考えで恐縮ですが、マツダがやっているようにガソリンとディーゼルの圧縮比が近づくと、 ガソリン⇔ディーゼル間でのパーツ共有がどんどん可能になり製造原価が下がるのではと勝手に想像しています。 しかしディーゼルは確か、ガソリンより必要な空気量が多く、過給機の容量が大きくなり過給圧も高いと想像しています。容量の大きなものと小さな過給機がペアで搭載される傾向にあるのではないでしょうか？ガソリンの場合はおそらく過給機は１機で済みそうです。 そうすると、エンジン本体はガソリン・ディーゼルで共有化できても、過給機はいつまでも別の仕様になるのでは、 と考えました次第です。 素人考えで恐縮ですが、ご教示賜りたく思います。

Answer 1

lou_lukaさんへ

VW、TSIの2単語で検索してみました。ら、この様なページが見つかりました。
http://www.volkswagen.co.jp/ja/volkswagen/technology/innovation/tsi/about.html
計4種類、ですか。
で、、、

>TSIで使っている過給機
>ディーゼルで使っている過給機
>似たような部品なのでしょうか？
>ガソリン・ディーゼルの違いのため、
>まったく違う特性が求められる、別モノのパーツでしょうか？
一般論を書くなら、TurboならTurbo、ルーツ送風器ならルーツ、の基本的性格は変え様がありません。d(^^;)
だから、TSIの様に違った過給器を組み合わせて使う様なケースも発生して来る訳です。
例えば、排ガスでタービン翼が押される事で回るTurboは、アイドル回転の排ガス流量から過給が始まっちゃう様なサイズの選択をすると、そこから先でガンガン排ガスが増えて来る事に対して全く対応出来ません。から、それなりの容量を設定する。と、、、
エンジンのトルク特性カーブを見て貰うと判りますが、超低速回転ではトルクが落ち込んでいる事から、低速型であるディーゼルであっても過給出来ていない事が見て取れます。
この特性は、Turboである限り変えられない。そこを改善したいのなら、違う過給器を選ぶか、相補に成る様な物を組み合わせるか、に成るのです。

・・・

各過給器は、容量の違いでシリーズ化されています。どのタイプのTurboで、定格回転数○○○、気圧□□□を吸わせた時に、圧力比幾つで流量がどれ位、、、と言った様に。
なので、欲しいサイズを、エンジンメーカーは各過給器のカタログから選んで買う訳です。ので、同じメーカー、同じ型番の機種だったら、同じ過給器が付いている、と言う事に成ります。し、ガソリン・ディーゼルと全く違った特性を示すエンジンに、たまたま同じ型が適合した、と言った事が発生したりするのです。d(^^)

そもそも、これだけ多種のエンジンを相手にしている
http://www.ihi.co.jp/itj/product/index.html
(シリーズ展開のタブを参照)
のですから、多様な作り分けが行われています。が、Turboにおける基本的な「速度型」と呼ばれる性格は変え様がありませんから、Turboだけで満足出来なければ、他の構造の過給器
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%83%BC%E3%83%91%E3%83%BC%E3%83%81%E3%83%A3%E3%83%BC%E3%82%B8%E3%83%A3%E3%83%BC
(ここに記載されていない物も存在する)
を組み合わたりするのでした。

だから、同じディーゼルとは言っても、小型乗用車サイズで使っているTurboと、大型トラックで使っているTurbo、更にはコレ
http://www.khi.co.jp/knews/backnumber/bn_2006/pdf/news141_02.pdf
で使われているTurboは、全て違ったタイプの構造です。
乗用車向けを標準的な構造だったとしますと、大型車ではVG翼でベーン可変構造が一般化してたりしますし、大型商船向けは排ガスを受けるタービンが遠心式では無くて軸流式
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%BB%B8%E6%B5%81%E5%BC%8F%E5%9C%A7%E7%B8%AE%E6%A9%9F
へ進化してたりします。
又、話題のSKYACTIVE-Dは大小2サイズを切り替え式にしたシーケンシャルTurboですね。

ですから、別物って言ったら別物ですし、同じ過給器の括りで一纏めに出来る物、と言うのも間違いでは無いのです。d(^^)

こんな回答でお解り頂けたでしょうか? 何なりと補足をお寄せ下さい。


<追加>
>過去には、日本の非過給ディーゼルのクラッチミートの
>お話までしてくださいまして
あら、そうでしたか。f(^_^;)ハハ

>ガソリンとディーゼルの圧縮比が近づくと、
>ガソリン⇔ディーゼル間でのパーツ共有がどんどん可能になり
>製造原価が下がるのではと
そうあってくれるとWin Winの関係(?)なんでしょうけど、、、(^^;)

>ディーゼルは確か、ガソリンより必要な空気量が多く、
>過給機の容量が大きくなり過給圧も高いと想像しています。
確かに、どんどん高過給圧(=空気量多)に成って行く方向です。
ですが、話は結構複雑なんですよ。
先ず、パーツの共通化ですが。
燃焼室が違います。ピストン頭の掘り込み具合が全然違うのはご存知だと思いますが、燃焼室内で求められる渦流が全く異なっています。
ガソリンのDOHC4弁だと、兎に角先ずはタンブルを巻かせる(体育館マットの上で前転させるが如く)、次いで周辺部のスキッシュからの噴流で激しく掻き混ぜる、と言った感じでしょうか。
一方のディーゼル。
スワールです。d(^_^;)
コップの中を掻き混ぜて渦を巻かせた様な、スワールを綺麗に巻かせたい様です。それで、ノズルからの炎に次々と綺麗な空気を当てたい・・・。
これの技術的限界を打破する為に、高圧噴射で、燃料液滴の微細化を図り、燃焼室周辺部から燃やさせ(遠心力が働くと、燃えて軽く成った酸素の無いガスが中央部に居座る = サーマルピンチ)、更には高圧で噴射時間を短縮して拡散燃焼分を減らして出来るだけ予混合燃焼に持って行きたい・・・ってな事を考えている訳です。
当然、渦の巻かせ方が違うと言う事はポート形状も全く違い、バルタイも違うからカムも違う・・・。
ピストン頭の掘り込み量が違えば、同じ膨張比14と言ってもボア／ストローク長迄違って来る事がお解り頂けるでしょうか?

ここら辺、私の様な素人が紐解くのは適切では無いと常々思っているのですが、まあ、知り得た話を少しでもお分け出来れば幸い、という事で書いてます。f(^^;)

>容量の大きなものと小さな過給機がペアで搭載される傾向
>にあるのではないでしょうか？
>ガソリンの場合はおそらく過給機は１機で済みそうです。
いえいえ、理想を追求したら、どちらも異種の組み合わせで多段過給、です。コストとエンジン室容積の取り合いの結果ですけども。
アイドル回転から大気圧の2倍と言う高過給圧を常用する。それで、大胆にダウンサイジングする。よって熱効率がUpする。
という図式は、ガソリン・ディーゼルの別がありません。
問題は、あり余る過給圧(新気)をどう使い尽くすか。
捨てずに済まさにゃ効率Upに成りません。d(^^;)
で、ガソリンであっても、サイクル論として高効率な機械式過給器の併用を成立の条件とするので、先ずはこれを装着する。
エンジンルームにスペースを貰えるのならば、排ガスエネルギーの回生を狙ってTurbo併用する、と言った優先順位なのです。勿論、過給圧制御は吸気弁閉じ時期の連続可変機構で。d(^_^)

>エンジン本体はガソリン・ディーゼルで共有化できても、
>過給機はいつまでも別の仕様になるのでは、
>と考えました次第です。
私は逆に考えてます。仕様で過給器はチョイスする。
エンジンは、燃料に合わせて、燃焼法に合わせて、何時迄も専用設計である、と。。。
恐らく、部分負荷領域において圧縮での自己(不正じゃ無い)着火(HCCI燃焼、で良いかな?)が標準的に使われる様に成ったとしても、燃焼室内の圧力がディーゼルの方が高い筈なので、別設計に成る・・・と思ってます。ディーゼルの限界は燃焼室内最高圧200kg/cm^2と言われている位ですし。(ガソリンに代表される予混合燃焼機関の限界はノッキング)

ですから、過給器は過給器メーカーから買う、という図式なんです。
そして、エンジンを作れると言うのはやっぱり珠玉の技術なんですよ。d(^^;)
で、、、未だ発展途上な技術とは言っても、世界初を狙って来るマツダは、それだけで応援したく成る存在なのでした。f(^^;)

質問者からのお礼コメント

マツダが圧縮比を落としてエンジン本体の重量を落としてきたため、ディーゼルとガソリンで共有が進むものだと勘違いしていました。

今後は、餅は餅屋で過給機メーカから過給機を買い、カーメーカはエンジンを内部で設計・開発して、ニーズに合う過給機を外部から調達することになるのですね。

ありがとうございました。まだ、半分も理解できてないのですが、
とても参考になりました。これからもどうか宜しくお願いいたします。