ターボとトルク、最大トルク発生回転数の関係について教えてください。 参考 ・NX350

Question

https://www.goo-net.com/catalog/LEXUS/NX/10140948/index.html
T24A-FTS
279PS/6000rpm
43.8kgfm/1700-3600rpm
直4ターボ 2393cc
プレミアムガソリン 12.2km/L

・GRヤリス 1.6L
https://www.goo-net.com/catalog/TOYOTA/GR_YARIS/10131045/
G16E-GTS
272PS/6500rpm
37.7kgfm/3000-4600rpm
直3ターボ 1618cc
プレミアムガソリン 13.6km/L




・ターボにすれば最大トルク発生回転数が低くなるのですか？

・ターボでも最大トルク発生回転数が低い車種
(例:NX 430Nm/1700~3600rpm)
や、逆に最大トルク発生回転数が高い車種
(例:ヤリス 370Nm/3000-4600rpm)
がありますが、それらの違いって何ですか？

・排気量あたりのトルクでは、NXが430Nm/2393cc=0.1796Nm/cc、ヤリスが370Nm/1618cc=0.2286Nm/ccと、ヤリスの方が排気量あたりのトルクが特に太いようですが、何故ですか？最大トルク発生回転数は関係ありますか？

・排気量を固定してトルクを太くするにはどうしたら良いですか？また、この時最大トルク発生回転数はどう変化しますか？デメリットは何ですか？

Answer 1

エンジンに対してタービンが大きいとブーストの立ち上がりが遅くなってトルクが出るのが遅くなるので早くブーストをかかるようにすればいい。

やり方は色々だけど排気量アップして排気ガスを増やすのが一番効果的。
あとは元の排気量のまま負圧でどれだけエンジンに空気を入れられるかを追求する。例えばそこそこのハイカムとかエアクリやパイピングの吸気経路とかです。

トルクがない車は馬力がありません。なので元々トルク的に不利なNAエンジンは馬力を確保するために高回転重視にする必要があります。
もちろん低回転仕様にもできますが例えば軽自動車で低回転仕様にすると馬力が40とか下手するとそれ以下になって加速はいいけど伸びないから結果遅い車になります。

排気量を固定してトルクを上げるには過給圧を上げてそれに見合った燃料を出せば上がります。
NAは吸える量が大体決まっているのでほとんど上がりません。数字的には1000ccあたり10kが目安です。ターボはここから過給してエンジンに空気を押し込んでいきます。ブースト1kなら排気量の2倍、1.5Kなら2.5倍です。

計算式は
計算上排気量=実際の排気量×(大気圧1k+ブースト圧xk)です。

ただタービンが小さく排気が間に合わない時はこの値にならない場合もありエンジンロスも含めると計算から1～2割位低いのが普通です。

ただ…タービンが大きすぎると今度はタービンの羽が回らないといった状態になるので最近は小さめで高回転まで回る物が採用されています。

Answer 2

低くなるのですか？
タービンのサイズによる。

違いってなんですか？
タービンのサイズやエンジンのパワーバンド

何故ですか？
タービンサイズの違い

どうしたら良いですか？
その排気量で回るサイズの大きいタービン付ければ良い。

どう変化しますか？
タービンのサイズによる。

デメリットは何ですか？
パワーバンドが高回転寄りになるから低速トルクが減る。

Answer 3

ターボにすれば最大トルク発生回転数が低くなるのですか？
↑、すでに、GRヤリス のエンジンはそれに当てはまってないですよね。なので違います。
車のキャラクターによって変えています。
ＮＸ３５０は低回転からのトルクが欲しいので、低速側に振ってます。
ＧＲヤリスは、低速より上のほうでパワーが欲しいのでＮＸ３５０より高回転側に振っています。レーシングカーになるとさらに上のほうに振ってますよ。

Answer 4

・ターボだからって訳では無く、低回転から使いやすいように低速トルクを大きくするように設計してあります。
・上記のように、実用車ほど低回転からトルクを出すように設計、調整してあるためです。そのほうが燃費も良くなるし。
・小さい排気量でもパワーやトルクを絞り出せるのがターボなので、ヤリスの車両特性に合わせて、そういう仕様になっています。
・排気量を変えなくても、ターボの過給圧を上げれば簡単にトルクが上がります。また、ターボのサイズを大きくすることでもトルクをあげられますが、その場合は普通最大トルク発生回転が上になります。