車のエンジンへの空気流量について

質問

• 車のエンジンへ流れる空気量についての疑問について解説します。
• エアクリーナーからエンジンへ流れる空気量はエンジンの吸気量によって制御されています。
• ターボ車の場合は、空気はコンプレッサーにより圧縮され、吸気量を調整する仕組みがあります。

回答No.3

k-ayako · ベストアンサー

ターボでない車の場合、空気の吸入は「負圧」により行われます。

簡単に言えば注射器に水を吸入することを考えてください。これも同じく「負圧」により吸入されます。
注射器の容量以上に水が入ることは物理的にありえないですよね？ですからエンジンのシリンダに吸入される空気量も必然的にシリンダ容積以下になります。

今度はターボの場合ですがこれは「水」では考えられません。（水は圧縮できないので）

何にたとえればいいかな・・・「綿」にしましょうか。

綿って密度が低い場合、ギュッとつぶせば小さくなりますよね。

円筒に綿を入れてみましょう。何の力も加えずに上から落としていけば円筒の容積と同じだけしか入りませんよね。

でも、上から手で押したらどうなりますか？

半分まで圧縮すれば物理的には「2倍」の綿が入りますよね。

空気は圧縮できるものなのでタービンの力で逃げ場のないシリンダーにどんどん送り込んでしまえば圧力はいくらでもあがります（もちろん限度はありますが、通常は物理的な破壊が起こってしまいます）

>4000cc分のみを圧縮しているのですか？

「何の制御もしないと圧力は上がり続ける」んです。だから通常は圧力があがらないように一定の圧力に達するとターボによる過給を止めてしまいます。この止める圧力が一般的にいう「ブースト圧」というやつですね。圧力が規定以上にあがるとバルブが開いて圧を逃がしてしまいます。

これに関連することとしては「ターボラグ」があるでしょうか。いったん、圧を逃がしてタービンの回転が下がってしまうとアクセルを踏んだとしてもタービンの回転上昇が追いつかず、ブーストがかからない状態になっちゃうんです。最近はタービンの材質や大きさなどでターボラグを小さくするようにはなってますけどね。

ブースト圧は通常、固定されていますがこを手動で上げたり、下げたりすることでエンジンのパワーもコントロールできます。

補足

分かりやすい回答をして頂きありがとうございます。
大変申し訳ないのですが、今回頂いた回答の中で新しく伺いたい事があります。

ターボの圧縮の説明の中で、「綿」の説明を頂きました。
コンプレッサーによって空気が圧縮されるというのはどういうことなのか教えてください。

コンプレッサーが「圧縮する」というのは、コンプレッサーによる送風によってシリンダーに入れる空気を押すような形でどんどん押し込む・・・つまりシリンダーに到達するまでは空気はまだ圧縮されていない状態なのでしょうか。
それとも空気がコンプレッサーに触れた時点でコンプレッサーの遠心力で圧縮されている・・・つまりシリンダーに到達する前にすでに空気は圧縮されている状態なのでしょうか。

圧縮された空気は熱により膨張するのでインタークーラーで冷やすという行程があるのでシリンダーに到達する前にはすでに圧縮されているものと認識しているのですが。。。

コンプレッサーによる空気の圧縮というのを教えていただけますでしょうか。