ブーストの正圧、負圧

質問

チューニング初心者です。ブリッツのＳＢＣ－ＩＤを着けたのですが、デジタル表示で「＋」「－」がありました。圧力の正圧、負圧の事かと思いますが、
アクセルをグッと踏むと「＋」側へ上がっていき、アクセルを離すと「－」側へ下がり、または軽く踏んで流していても「－」です。
物理学はよく知らないので、エンジン内で何が起こってるのでしょうか？
水鉄砲に似たことかなと思ってますが、いまいち理解していません。

回答No.9

Fire-Blade · ベストアンサー

再び＃８の者でござんす。

ＮＡはフルスロットルでもアイドル時でも負圧なんである。
ただ、フルスロットル時はひょっとするとプラマイ０になるやも・・・？
経験はないが・・・。

通常、エンジンはピストンの上下運動により、
掃気と排気を繰り返す。
つまり、ピストンが下降すれば、シリンダ内部は負圧となり、
ピストンが上昇すれば、シリンダ内部は正圧（圧縮される）となる。

ターボエンジンでもＮＡでも基本は同じである。
違いは空気の密度（ブースト）である。

ＮＡはエンジンの力で空気を吸い込み、
ターボはむりやり、空気を送り込むと思って間違いなし。

エンジンの構造は知っておくとチューンが百倍楽しくなるよ。

それと、サスの動きはエンジンの構造よりも、
複雑で知っておくと更に楽しくなるよ。

僕はすでにどっぷりはまってるんである。
ここまで行くと病的かのう？

お礼

お礼の返事が送れました。何度もご回答ありがとうございます。
段々ですが、正圧、負圧がイメージとして分かってきました。

＞＞エンジンの構造は知っておくとチューンが百倍楽しくなるよ。
それと、サスの動きはエンジンの構造よりも、
複雑で知っておくと更に楽しくなるよ。
僕はすでにどっぷりはまってるんである。
ここまで行くと病的かのう？

エンジンの構造がチューンを、よりいっそう発展させるかも？と思う気がしました。

まだサスはいじってないので、よく分かってません。いじる様になると
楽しくなるかも？

私の知り合いに４駆系ですが、病気のようにいじっている人がいます。
タービン自力交換やエンジンばらし等・・・

回答No.10

Account999

NAでもエアクリ吸気口に走行風を当てるなどしてラム圧による加給的効果を利用できれば０を越して+0.1くらいになる事もありますよ
一般的な車輌はそういう設計にはなっていないので起きない現象ですが…

またアイドリング時でもタービンブレードは基本的に回転していますよ
ドラッグ用みたいな滅茶苦茶デカいタービンなら回ってない場合もありますが…
ついでに言うとタービンは空気だけを送っていますよ
通常のガソリンエンジンならば吸入空気はタービン→スロットル→エンジンの順で通過していきます。そして燃料はスロットル→エンジンの間にインジェクターがありそこで供給されますよ
ちなみにディーゼルエンジンや一部のガソリンエンジン(直噴タイプ)の場合はシリンダー内に燃料を直接供給します

後は参考書でも読んで勉強して下さい。。。

お礼

お礼の返事が遅れてすいませんでした。ありがとうございます。

皆さんのおかげで段々イメージとして理解できました。
後は、皆さんにあまりしつこく聞くと、嫌われると思うので、ここら辺で閉めようと思います。
後は自力で何とか勉強します。

回答No.8

Fire-Blade

簡単に言えば、
ターボとは排気エネルギーを利用した装置であり、
空気密度を高くして、爆発エネルギーを高くするためのものである。
スーパーチャージャーも原理は同じであるが、
こちらはクランク軸による回転エネルギーを利用したものである。

当然、ＮＡは空気を加圧しないので、常に負圧である。
昔の話にはなるが、キャブレターなんかはこの負圧を利用したんである。

空気を加圧してゆくので、当然、空気は熱を持ち熱くなるんである。
ターボチャージャーの構造上熱はあがるので、
それも関係し、空気は熱くなるんである。

すると、せっかく圧縮した空気は膨張を起こすんである。
それを防ぐためにインタークーラーで冷やし、
圧縮した空気をエンジンに送れるんである。

まあ、ターボにも負圧があるのはいわゆるＮＡの時とおなじで、
排気エネルギーが加わっていないんである。
タービンと言う負荷が加わり、
エンジンが懸命に回転をあげようと頑張っておるんである。

スーパーチャージャーも負圧はあるが、
クランク軸の入力なので、軽く回ってるんである。
が、しかし、回転があがるにつれて、
今度はクランク軸が足を引っ張り、懸命に回転をあげてるんである。

以上でござんす。
参考になったなら、幸いでござんす。

お礼

ありがとうございます。
「負圧」時はターボもＮＡも変わらない（微妙に誤差はあるかも）ということで、ＮＡではグッとアクセルを踏み込んでも「負圧」という事でいいんですか。
なんか皆さんの回答を読むにつれて、まず車の構造を覚えないと理解できないかも
と思うようになりました。

回答No.7

honiyon

こんにちは、honiyonです。

　　　既に皆様がご回答なさっている内容が全てになりますが、自分なりに言葉をまとめてみようと思います。

　　ターボ車はタービンを回して、シリンダー内に無理やり空気を押し込む構造をしています。
　　タービンはある程度の回転数に達しないと効果を発揮しません。そして回転数が低いとマイナス効果になります。

　　☆－圧の時☆
　　　　タービンの回転数が低く、かえってタービンの存在が吸気の邪魔をしている状態です。
　　　　ピストンが頑張って「うりゃぁ！！」って頑張ってあげてやっと空気が吸える状態です。

　　☆＋圧の時☆
　　　　タービンの回転数が十分で、シリンダーにガンガン空気を送り込んでいる状態です。
　　　　ピストンが頑張らなくても十分過ぎる吸気が出来ています。

　　簡単にいってしまえば、「ピストンの運動力＝走る力」ですから、ピストンに負担がかかっていればその負担の分だけ走る力が減ります。（－圧時）　＋圧時は吸気の負担がない上に、過圧で爆発力が増していますからより力強い走りになるわけです。

　　そしてタービンは排気の力で回転していますから、タービンが十分回転するに至らない排気量では－圧となります。ある程度のアクセルの踏み込みが必要になる、という事ですね。「少しでも踏めばタービンは十分回転する」とはなりません。

　　・・・ってエラそうに書きましたが、私もここの回答を見て覚えた事も多く、誤解、誤記がありましたらすいません(^^;

　　参考になれば幸いです（．．

お礼

ありがとうございます。
＞タービンは排気の力で回転していますから、タービンが十分回転するに至らない 排気量では－圧となります。ある程度のアクセルの踏み込みが必要になる、という事ですね。「少しでも踏めばタービンは十分回転する」とはなりません。

ん～と、流す感じでアクセルを踏んだ状態は、排気ガスが勢いよく出てなくて、アクセルをグッと踏んだ状態は、排気ガスがドカーンと出て行くので、吸気側の羽も連動して、より回転して空気が入る訳ですか。

あとＮＡ状態はピストンが上から下へ下がると、空気が吸い込まれる「注射器でピストンを引く状態」と同じで、タービンの羽ではなく、ピストンで吸い込むってことでしょうか。

あと火事の時の部屋にたとえると、「負圧」というのは、何もなってない部屋で「正圧」というのは、隣の部屋を開けたとき「炎」が急に入ってくる状態のことを言えばいいんでしょうか。
どうも僕はチューンより車の構造から勉強しないと理解できないかも・・・・

回答No.6

LAMY

ふふふっ...何故か車や機械の話しは楽しいですね...再び＃１です。
チューニングと言うよりかは、車本来の構造について書きますね。

ブーストメータの無いターボ車...チェイサーですかね？
車種は分かりませんが、ボンネットを開けると空気の導入口があると思います。
ここから入った空気と、霧吹きで噴霧されたガソリンが燃えます。 この爆発
(膨張の勢い)を利用しているのが内燃エンジンですよね。 膨張するには空間
の余幅が必要になります...これがないと爆弾と一緒で、破裂して大爆発します。
なのでピストンが「ずんどこ」と動いています。
---炭酸飲料を振ると炭酸ガスが溜まって内圧が上昇、開封時にはポンって噴出

でも、同じ燃やすにしてもより爆発(膨張の勢い)があったほうが良いので、
エンジン中の空間を小さくして動きの幅を大きくさせています。
また同時に混合気(空気&ガス)を圧縮させると、より高濃度の混合気が燃えて
爆発力も増えて良い感じとなります。　ついでに動く時の運動で燃料が自然と
入り込んで一石三鳥となります。
---内圧が上昇した炭酸飲料の容器を、より小さく圧縮したら圧力は上昇
---炭酸飲料を飲むと中身が減って圧力が低下(負圧)、口を離すと空気が入る
　　(これが自然吸気となるわけです)

これまでの説明に書いた事を実行するには、１爆発＝２回転の運動が必要と
なりますが、４気筒とか６気筒エンジンとかあり全てを順番に爆発させて、
常に爆発のエネルギーが供給されるようエンジンは設計されています...これが
エンジンの基本運動となる自然吸気（ＮＡ）ですね。　それでターボは自然で
なくタービン(扇風機)を利用して、より多くの混合気を送り込む装置です、
これは排ガスを利用する装置です。
---炭酸飲料の容器に口で無理に空気を吹き込んだ状態と言うか、装置で無理
　　やりシェイクした状態かなぁ(^-^;

っっで、「負圧」って「加圧(正圧)」になっていない状態を、分かりやすく表す為
にしているだけで、先の説明にもあったように扇風機が自然にカラカラ回って
いる状態...ターボが効いていない状態です。　カラカラ回すにしても抵抗はある
ので、若干のパワーロスもあるでしょう。
(正しくない表現もありますが、簡単に理解するにはそう考えた方が良いかも)

ついでにスーパーチャージャは、コンプレッサーで機械的に混合気を送り込んで
います...なので排ガスが少なくても機能します。
これで他の方の書き込みも分かりやすく...なるのかなぁ？

お礼

度々のご回答ありがとうございます。車の事に興味を持って間がない（車に興味が出たのがかなり遅い）ので、分からない事でいっぱいですね。自分なりに本読んでますが、理解力に乏しいので、理解するのに時間がかかります。前置きが長くなりました.........
＞それでターボは自然でなくタービン(扇風機)を利用して、より多くの混合気を送り込む装置です

僕はどうもタービンは「空気のみ」を通常より多く吸い込むものと思っていました。「空気とガス」混ざった混合気を「送り込む」事ですか
ん～。車の構造から覚えないと理解できないかも（＾＾；）

回答No.5

itgk

♯2の補足です。

＞ただ羽の回転が、弱いのでしょうか？
それでアクセルを踏んだ時、羽の回転が通常より勢い良く回って空気が吸い込まれるのでしょうか。

そうです。
ただ、正圧はプラスの圧力ですから「空気が吸い込まれる」というよりは「空気を押し込む」状態です。

負圧というのは字の如くマイナスの圧力ですから、空気が吸い込まれている状態です。

負圧が大きい⇒吸引力が強い
負圧が小さい⇒吸引力が弱い

ターボ車の場合、アクセルを踏み込んでから実際に車が加速するまでには、

アクセルを踏む→排気圧が上昇→タービンが高速回転→過給圧上昇→出力上昇

という順番になる為、アクセルレスポンスが悪い（いわゆるターボラグ）という現象が起こります。
これの改善策としてタービンを小口径化し2つにしたものがツインターボです。

お礼

度々のご回答ありがとうございます。
負圧の場合、空気が「吸い込まれている」というのは、タービンを使わなくても自然に吸い込まれるということですか。
正圧はタービンが働いて「空気が押し込まれる」ということですが、エアクリーナーから「空気が急激に吸い込まれる」わけではないんですね。

回答No.4

noname#101981

タービンがついていないNAの車では、常に負圧です
回転上昇とともに負圧も大きくなります。

エンジンをかけると爆発して排気ガスが押し出され
爆発の勢いで無理やりにピストンが動きます。
このピストンは注射器でいうと吸う動きをしますので
爆発伴う勢いで無理やりに空気を吸う＆狭いパイプ内で
勢いよく吸い出されるので、気圧が下がります。
これがマイナスの圧力で負圧です。

タービンがついてる車は、排気ガスの勢いで吸引ポンプを
回して、その吸引ポンプの先が。空気の入り口に繋がっています。

タービンが作用していない時はターボ車もNAと同じで負圧ですが
タービンが回り始め、エンジンが空気を吸う勢いよりも。
ポンプによってエンジンに空気を送り込む勢いが強くなった場合には
正圧。プラスの圧力がかかります。

ターボ車のように圧力が高い空気は密度が高いので

大量の空気と大量の燃料を閉じ込めることが出来ますので
爆発力も高く、パワーが出るということです。

お礼

ありがとうございます。ＮＡ車は常に負圧ということですか。ＮＡでも正圧になる時がある、と思ってました。この負圧、正圧というのがイマイチ、ピンとこないんですね。
僕は理解力に乏しいなぁ～。

回答No.3

inaken11

＞アクセルをグッと踏むと「＋」側へ上がっていき
これは、アクセルを踏んだことにより、スロットルバルブが開く→空気＆ガソリンが沢山エンジンに入る→排気ガスが沢山出る→ターボチャージャーのタービンが回りそれに繋がったコンプレッサーも勢い良く回り、空気を圧縮してエンジンに送る→スロットルバルブまでの空気圧が上がる、という現象が起きています。

このサイクルは何も制御していないとエンジン＆ターボチャージャーが壊れるまで圧力が上がり続ける（回り続ける）ので、ターボチャージャーのウェイストゲートから排気ガスを逃がし、設定以上タービンが回らないように出来ています。

＞アクセルを離すと「－」側へ下がり
スロットルバルブを閉じた→エンジンに空気が入りにくくなる→スロットルバルブ以降の吸気管の圧力が下がる。
という現象です。
たとえ、直前までターボが効いたいた状態でもバルブで遮断してしまうので負圧になります。

＞軽く踏んで流していても「－」です
要するにターボが効いていない状態です。
この状態を維持して走れば燃費のいい運転になります（ＮＡと同じって事）

蛇足ですが、ターボ車の燃費が悪いのは、大量の燃料を燃やすことが出来るほかに、ガソリンの気化熱によってエンジンを冷やしているためです。

お礼

＞ガソリンの気化熱によってエンジンを冷やしているためです。
ターボ車ってラジエターの冷却の他に気化熱でも冷やしてるのですか？
気化熱って・・・・

エンジン内の気圧という感覚があまり分かってません。マイナスの気圧、プラスの気圧ってどんな状態でしょうか？

回答No.2

itgk

まず、ガソリンエンジンの場合の吸入空気に関してですが、エンジンのシリンダー（筒）内の
ピストンが下降する事によりシリンダーに空気を取り込みます。注射器で吸うような感じです。

実際のシリンダー内ではこの時適量の燃料が混ざりガス状の混合気というものになります。

NA(自然吸気）エンジンの場合は吸った分の空気量しか吸入されないのに対し、ターボやスーパー
チャージャーなどの過給機付きのエンジンの場合、吸う空気量にプラスして更に過給機で発生した
空気を送り込みます。

アイドリング（アクセルペダルを踏んでいない）状態を先ほどの注射器で例えると、吸っている時に
吸入口を指で軽く塞いだ状態です。

“アクセルを離すと「－」側、軽く踏んで流していても「－」”というのは、アイドリングに近い状態です。

“アクセルをグッと踏むと「＋」側”というのは、塞いだ指を外した状態で空気がたくさん入るので「正圧」。

かなり大雑把な説明ですみません。

お礼

ありがとうございます。えーと・・・アイドリング時、ターボ車は空気が入るんですが、その時はタービンは働いている訳でしょうか？あっ、マフラーから排気ガスが出ているわけですからタービンは回ってるんですね。ただ羽の回転が、弱いのでしょうか？それでアクセルを踏んだ時、羽の回転が通常より勢い良く回って空気が吸い込まれるのでしょうか。

回答No.1

LAMY

回答と書くまでの知識はないですが、ちこっとだけ書きますね。

「ブースト圧」って、ターボが動いて強制的に燃料(&空気)を送り込む時の圧力
なんだと記憶しています...なのでターボが動く原理を知る必要があります。

ターボは排気ガスの勢いで、タービン内の羽(扇風機)が回転します。
この回転を燃料パイプ内の反対向きの羽(扇風機)に伝えます。
そうするとエンジンに向かって、追い風を発生させて圧力を高めます。
そうなると大量の燃料と空気が爆発して、より強力な出力を得られます。

ここで負圧なんですが、扇風機が送るより早い速度で燃料が送られていた場合、
自発的ではなく押される形でカラカラと羽が回っています...これが負圧。
なので、惰性で動いて機能していない状態だったと思います。

なので正圧(?)を得る為には普段よりペダルを踏み込んで、より大量の排気量
を作る必要があります。

こんなんで良いのかなぁ...もう少し経てば、もっと詳しく説明してくれる人が
書き込んでくれると思いますよ。

お礼

ありがとうございます。アドバイスから考えるとターボは、マフラーからどんどん出てくる排気ガスの勢いから全てが始まる、と考えればいいのでしょうか。エンジンスタートした時、エンジンの中で何か（多分燃料と真空ではないから、少々ある空気が混ざったもの）が点火プラグから出る火花で爆発して、そのガスがタービンの羽を通ってマフラーに出て、エンジンの中の爆発したガスが羽を通ったとき、反対側の羽が回り、車の回りにある空気を吸い込む、
という具合でしょうか。ただ圧力のマイナスとプラスというのが、感覚として分かりません。