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ターボ車に欠かせないインタークーラーとは?仕組みや効果、置き場所や置き方まで

インタークーラーとは?

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圧縮された空気を冷却する部品

インタークーラーは過給器が搭載された車両に装着される部品の1つです。コンプレッサータービンによって圧縮された空気はインタークーラーを経由する際に冷却され、その後スロットルバルブやインテークマニホールドを経て燃焼室へ送られます。

コンプレッサーとスロットルバルブの間にある

インタークーラーはコンプレッサーとスロットルバルブ(燃焼室へ送る空気の量を決める部品の1つ)の間に設置されています。圧縮されて高温となった空気を冷却してから燃焼室へ送り込むためです。これによりエンジンと過給器による出力をフルに発揮することができます。

また、空気が高温のまま燃焼室へ送られるとノッキングの原因にもなりかねず、エンジンが破損しかねません。インタークーラーはそれを防ぐ役割も果たしていることになります。

インタークーラーが装着される車両

インタークーラーが装着されるのはエンジンが搭載されている車両で、なおかつ過給器が搭載されているものです。つまり、NA(自然吸気)エンジン車にインタークーラーは搭載されず、ターボ車やスーパーチャージャー搭載車両には搭載されていることになります。

そもそも過給器とは?

過給器とは燃焼室へよりたくさんの空気を送り込むことを役割とする部品です。エアインテークから取り入れた空気(外気)をコンプレッサーハウジングで圧縮してその密度を上げることで、エンジンがより大きな出力を発揮することを可能とします。

自動車に採用される過給器はターボ・チャージャーとスーパーチャージャーの2種類があります。

ターボ・チャージャー

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ターボ・チャージャーは、燃焼室から排出された排気ガスを利用して空気を圧縮する仕様の過給器です。厳密には、タービンハウジングにあるタービンホイールが排気ガスによって回転し、それにより回転軸(シャフト)を通じて繋がっているコンプレッサーホイールが回転して空気を圧縮するという仕組みです。

排気ガスを利用しているのでタービンハウジングを回転させるための新たな動力源を用意する必要がなく、そのうえに高出力を発揮できるのがターボ・チャージャーの魅力となっています。

スーパーチャージャー

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スーパーチャージャーは排気ガスを使用せず別の動力源を用いてコンプレッサーを回転させる(圧縮する)仕様の過給器です。昔ながらのスーパーチャージャーの動力源はエンジンのクランクシャフトで、プーリーやベルトを利用してクランクシャフトの回転をコンプレッサーへ伝導して空気を圧縮します。クランクシャフトの代わりにモーターでコンプレッサーを動かすものは電動スーパーチャージャーと呼ばれています。

スーパーチャージャーはクランクシャフトの動力を利用しているので低回転から過給できるのが特長で、排気ガスでタービンを回転させる関係でターボラグが起こるターボ・チャージャーとは異なる魅力と言えるでしょう。

ただし、スーパーチャージャーはクランクシャフトの出力を利用するため、高回転域でのエンジンパワーが損なわれます。これはターボ・チャージャーとは異なる点です。

ツインチャージャー

高回転に強いターボチャージャーと低中回転域に強いスーパーチャージャーを組み合わせたツインチャージャーなるものも存在します。低中回転域をスーパーチャージャーで過給し、高回転域をターボチャージャーで過給するというものです。

つまりエンジン出力と過給を効率よく生かせるわけですが、部品をたくさん搭載することで重くなる他、メンテナンスに手間(費用)がかかるのは想像するのに容易です。

インタークーラーの種類

インタークーラーはその冷却方法で種類分けされています。空気を利用して冷却する空冷式インタークーラー、そして冷却水を使って冷却する水冷式インタークーラーの2種類です。

空冷式インタークーラー

外気を利用して過給された空気を冷やすのが空冷式インタークーラーです。最も普及しているインタークーラーの仕様と考えて間違いないでしょう。

外気を利用するので冷却水のラインを引く必要がないのはいたってシンプルな設計です。ただし、過給された空気の冷却に外気を使うという理由から、より多くの外気を取り込める場所に設置されます。

水冷式インタークーラー

水冷式インタークーラーは冷却水を用いて過給された空気を冷やすインタークーラーです。冷却のために走行時に空気を取り込むことを考える必要がなくなるため、取り付け場所の自由度が高くなります。

水冷式インタークーラーにおける懸念点は、冷却水がエンジンと共有するかどうかという点です。エンジン冷却水がインタークーラーに使用されると、水温状況によってインタークーラーの性能にも影響が出ることがあります。そのため、水冷式インタークーラー専用のラジエーターも存在します。

また、水冷式インタークーラーは冷却水の循環にウォーターポンプが必要です。ポンプを動かすとなれば電源も必要になるので、設置には電装部品をいじることになります。

インタークーラーの設置箇所はどこ?

水平置きや前置きが主流

インタークーラーの設置箇所で代表的なのはエンジンの上部分に設置する水平置き仕様です。この場合、ボンネットを開ければすぐ視界に入ってきます。もちろん他の部品も視界に入りますが、インタークーラーはその構造的にパイプとパイプの間にありますし、形状的にも一眼見ればわかるので、見分けやすいでしょう。

フロントエンジンのターボ車と言えばボンネットにダクトが設けられていて、このダクトを通じて空気をエンジンルームへ取り入れてインタークーラーを冷却するのが一般的でした。しかし最近ではそのダクトが設けられていないターボ車が多数販売されているので、ダクトがないから過給器がないというわけでもありません。

その場合、ボンネットを開けただけでは判別しにくい箇所、例えばラジエーターの隣(グリル近く)に設置されていることもあります。何も知らない状態で場所を探すと少し手間がかかりそうですが、エアインテークから吸気管を1つずつ辿っていけば必ず場所はわかるのでインタークーラーを見つけられないということはまずないでしょう。

設置場所はいろいろ

水平に置いたり前置きしたりなど以外にもインタークーラーの設置パターンは様々です。ラジエーターの前あるいは後ろに置いたり、エンジンが運転席・助手席後方にあるミッドシップエンジンに装着される水冷式インタークーラーの専用ラジエーターだけ前方に設置したりなど、設計者のノウハウや考え方が如実に表れています。

インタークーラーの冷却機能を高める工夫

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インタークーラーの冷却機能を上げるために純正と比べて大容量化されたインタークーラーがありますし、ウォータースプレーをエンジンルーム内(ボンネット裏側)に設置してインタークーラーへ必要に応じ水を吹きかけるようにされたものもあります。

大排気量かつ過給器が搭載された自動車や、モータースポーツに使われる競技車両でブーストアップされたものなどは、インタークーラーやラジエーターなどの冷却類に並ならぬ工夫がなされている可能性が高いです。

モーターショーやオートサロン、タイムアタックイベントなどでそういった車両を見つけた際には、どのようなインタークーラーが装着されているのかをチェックしてみてはいかがでしょうか。

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中華鍋振る人
中華鍋振る人
自動車とバイクに関連する記事を書いています。モータースポーツは観戦よりも参戦派。道交法や違反に関する情報を、法律に詳しくない人にもわかりやすく解説しています。
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