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ターボ・スパーチャージャーと燃費
一般にターボやスーパーチャージャーがついている車は燃費が悪いですよね.トルクを出すために,タービンで空気をたくさん送り込んで,多量の空気の分だけ燃料も多く使うから当たり前なのです.しかし,それは同じ排気量のエンジンだから言えることで,その恩恵でトルクが太いわけですよね.そこで,同じトルクを発生させる場合,NA車とターボ車では燃費は同じになりますか?違う場合はなぜですか?回転数でターボがON-OFFしますが,話がややこしくなりそうなので,この場合は常にON状態と仮定してください.
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前回の回答で誤解があるといけないのですが、「同じ排気量でターボとNAを比較すると…」って前提です。 2000ccターボエンジンと3500ccNAエンジンなら性能はそんなに変わりません。 圧縮比の理解については合っていると思いますが、ターボの圧縮率をあげれないのは最大過給圧での耐久性や燃焼効率を考慮しているからです。 本当に単純な計算をすれば、2000cc4気筒圧縮比8.5のターボエンジンが0.7バールのブーストがかかると13.6の圧縮比のNAエンジンと同じ吸気圧縮を行う事になります。実際には吸入抵抗やタービンでの熱膨張によって12~13程度の実圧縮比になるのでしょうけど。 ターボ車の多くはインタークーラーと呼ばれるパーツをエンジン前か上に装備しています。タービンで圧縮された空気は熱を持つので軽く(密度が薄く)なっちゃいます。これをインタークーラーで冷まして少しでも密度を上げようとするわけです。 ターボエンジンはフルブーストで定回転させられれば効率のいいエンジンですが、公道ではそういう状況は少ないので、結果的にブーストのかからない領域も多く使うことになり、同じ排気量なら燃費が良くないとかいう評判になるのだと思います。
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- got76a175
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質問の内容から逸れてしまうかもしれませんが、 一般にガソリンエンジンは、過給する事で熱効率は低下します。 ディーゼルは、スロットルが無いので、ポンピングロスが少なく、元々高圧縮+リーン燃焼なので、熱効率は良くなります。 ガソリンエンジンで、理論空燃比で燃料を供給・ピストンストロークが同じで、同じトルクカーブを示す(NAと過給器付き)エンジンならば、 燃焼する事で、ピストンを押し下げる力がほぼ同じ≒燃焼している燃料の量がほぼ同じ≒単位時間当たりの消費量が同じと考える事ができます。 が、エンジンの特性・車の性格等メーカ側の設定で大きく変ってしまう と思いますが・・・
- morimomori
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一般的な話をすると、過給器(ターボやスーパーチャージャー)付きエンジンの方が燃費は悪いです。 理由は、圧縮比を大きくできないからです。 過給器をつけた場合、同型式のエンジンでもノッキング防止のためにどうしても圧縮比を下げる傾向にあります。 NAエンジンだと10.0以上の圧縮比を採っているものが多いですが、これがターボエンジンになると8.0~9.0前後くらいになります。 参考までに、スバルのレガシィに搭載されるEJ20というDOHCエンジンでターボは9.4、NAは11.5の圧縮比を採用しています。 圧縮比は大きく採れれば効率よくエンジン運転できるので、同じトルクを発生させるなら燃費も良い訳です。 ちなみに最近発表したゴルフのTsiに積まれたエンジンは、ターボ&スーパーチャージャーと2つの過給器を使うことで1400ccのエンジンながら2400ccクラスの性能(パワー&トルク)を発生させています。ただ、元が小排気量ですので燃費もNA1600cc並を売りにしています。実燃費が宣伝通りなら、排気量小型化による燃費向上の前例になるかもしれません。小型エンジン+ツインチャージャーの組み合わせは10年以上前に日産がマーチで市販しましたが、今回のTSIエンジンはさらに直噴の技術を組み合わせて低燃費を実現したみたいです。エンジンを直噴化することで、過給エンジンとしてはかなり高い9.7という圧縮比なので、低燃費が実現できたのかなと思います。
補足
アドバイスありがとうございます. 基本的にはターボは高効率が可能ってことのようですね. また質問させていただきたいのですが,ターボの圧縮比が高く出来ない理由は何なのでしょう?当然ノッキング防止でしょうけど,そもそもカタログの圧縮比は単純にピストンが最下位にあるときのシリンダ内の体積を,最上位にあるときのそれで割っただけなんですかね?でしたら,ターボ車ははじめから圧縮空気を取り込んでいるからカタログの圧縮比は低くなって当然ですよね.だとすれば単純に燃焼時の空気の密度はNAもターボも同じになりそうです. それともターボ車は特別な理由があって,空気の密度を高く出来ないんですかね? 素人が思いついたことバンバン書いて答えにくいかもしれませんが,できれば回答よろしくお願いいたします.
- inaken11
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一般的に、過給機付は異常燃焼を抑えるために、余計にガソリンを吹き込んで冷却しているので、燃費が悪くなる傾向にあります。 こういったガソリン冷却などを無視した場合、ターボのほうが燃費が良くなります。 エンジンが小さくなり、燃焼室が小さくなり、回転数も低く出来、外に逃げる熱や摩擦が少なくなるから。
お礼
回答ありがとうございます.ターボ車はハイオク指定が多い理由がそれなんですかね.軽のターボ車はレギュラー指定ですが,軽は安く済ませないとメリットがないからでしょうね.異常燃焼を抑えるために濃い燃料が必要ってすごくもったいない気がしますなぁ.
- prop_and_jet
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当然、良くなります。 理由は、エンジンが軽いからです。 エンジンが軽いということは、車自体が軽いということにつながります。 もう一つ、ターボの場合、NAでは棄ててしまう排気ガスエネルギーを有効利用している分、さらに(若干ですが)エネルギー効率も良くなります。 ターボは実は、環境に良い技術なのです。 詳しくは(http://oshiete1.goo.ne.jp/qa1909557.html)の ANo.3 をご覧下さい。
お礼
回答ありがとうございます.大原則というか,細かいことをぬきにするとターボは高効率だということですね.
お礼
なるほど.フルブーストで効率良く設計すると,そのほかで効率が悪くなるということですね.よってターボ車はスピード出さないと燃費が悪いとかいう話も生まれてくるわけですね.GOLFの話ではないですが,面白いターボ車が生まれる可能性も十分あるということですね.ありがとうございました.