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過給機(かきゅうき)とは、内燃機関へ空気を圧縮して強制的に送り込む装置の総称。

◆ 解説

容積型内燃機関の吸気は大気圧とピストンを降下させた時の差圧によって行われる。今日のレシプロエンジンでは吸気バルブはカムによって強制的に開かれるが初期のエンジンでは吸気バルブは差圧によって開かれ富塚清著『動力の歴史』、バネの力で閉じられていた。大気圧との差圧以上の圧力で燃焼室に吸気を送り込むという発想は古くから存在し鈴木孝著『エンジンのロマン』、航空機の発達の前に開発されていた。航空機の飛行時、高度が高くなるにつれて徐々に気圧(空気密度)も低くなり、海面上高度6000mでは約半分となる。このため、内燃機関が吸入できる空気(酸素)量も減少することになり、出力(トルク、仕事率)も低下することになる。高々度での航空機の性能向上が求められた第二次世界大戦時には軍用機のエンジンには必須の装備となった。

現在では航空機ではジェットエンジン(ターボプロップエンジンを含む)が中心であり、レシプロエンジンは軽飛行機が中心であるため採用例は少ない。その代わり、船舶、鉄道をはじめ、建設機械や発電機などの産業用エンジンに広く採用されている。自動車に採用されるものが一般的に知られるが、普及の度合いから見るとむしろ少数派である。

燃焼前のシリンダーに混合気を吸入し、圧縮するガソリンエンジンでは、過給に伴うデトネーションが避けられないのに対し、空気のみを吸入し、圧縮するディーゼルエンジンではその問題がまったく無く、相性が特に良い。最新のディーゼルエンジンでは出力(トルク、仕事率)向上のみならず、エミッション(排出物)低減にも寄与している。

過給機とは元来、super charger の日本語訳であり、駆動方式や圧縮方式の区別はない呼称だった。駆動方式により排気タービン式過給機はエグゾースト(エキゾースト)タービンスーパーチャージャー(Exhaust turbine super charger)、ルーツブロアーなどの機械駆動式を指す機械式過給機はメカニカルスーパーチャージャー (Mechanical super charger)と呼ばれる。一般的にはそれぞれ、ターボチャージャー (turbo charger) 、スーパーチャージャー (Super charger) と略され、定着している。航空機用レシプロエンジンで見られる、遠心式コンプレッサーをエンジンのクランク出力で機械的に駆動しているものはターボチャージャーとは呼ばれない。

◆ 過給機の代表的な種類

・ ターボチャージャー

・ スーパーチャージャー

・ リショルム・コンプレッサ

・ プレッシャーウェーブ・スーパーチャージャー

・ ラム圧過給

◆ 出典

◆ 関連項目

・ ツインチャージャー

・ ウェイストゲートバルブ

・ ブローオフバルブ

・ ビッグシングルターボ

・ インタークーラー

・ ミスファイアリングシステム

・ ブーストコントローラー

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