スーパーチャージャーの仕組みとは? ターボとの違いも含めて詳しく解説

目次
1.エンジンに空気を詰め込むスーパーチャージャー 2.さまざまなモデルに使われるスーパーチャージャー 3.スーパーチャージャーモデルは人気が高い

排気量の小さいエンジンでも、絶大なパワーとトルクを得られるスーパーチャージャー。過給器といえばターボが有名ですが、実はターボにはない魅力がスーパーチャージャーに詰まっています。一方で、最近では搭載車がほとんどなくなったこともあり、詳しい仕組みを知らない方も少なくありません。

そこで今回は、スーパーチャージャーの基本的な仕組みやメリット・デメリット、さらにターボとの違いまで詳しく解説します。

エンジンに空気を詰め込むスーパーチャージャー

スーパーチャージャーとは、圧縮した空気(酸素)をエンジンに送り込んでより高い出力を発生させるための装置です。圧縮して送り込むことで、自然吸気よりも大量の空気をエンジンに取り込みます。

空気量が増えるとエンジン出力が上がる理屈とともに、スーパーチャージャーの仕組みを詳しくみていきましょう。

過給機でエンジンパワーを上げる

空気(酸素)と燃料の混合気に着火した際の爆発力が、エンジンパワーにつながります。混合気の量を増やせば当然爆発力が上がりますが、自然吸気ではシリンダーの容積以上には空気を吸い込めません。

そこで、空気を圧縮してシリンダーの容積以上の量を送り込むために開発された装置が、スーパーチャージャーをはじめとする過給器です。例えば、わかりやすく単純化した計算ではありますが、1気筒400ccの4気筒1.6Lエンジンに600cc×4の圧縮した空気を送り込めば実質2.4L相当のパワーとトルクを得られます。

過給のためにエンジンの動力を使うスーパーチャージャー

空気を圧縮するためには、何らかの動力源が必要です。スーパーチャージャーでは、ベルトなどを通じて伝達したエンジンの回転そのものを動力源に空気を圧縮します。

スーパーチャージャーの仕組みにはいくつかありますが、代表的な方式はルーツ式と遠心式の2種類です。ルーツ式は古くから多くの車種で採用されてきた方式で、2組の2葉〜4葉のねじりローターを回転させて空気を送り込みます。

一方、遠心式はカスタムパーツとして最近注目されている方式です。後述するターボのようにタービンを回転させて空気を圧縮します。プーリーの回転力が、遠心式スーパーチャージャーの内部ギアで増速され、タービンを回します。全体にコンパクトに設計でき、ルーツ式で発生する空気の脈動がなく静粛性が高い点がメリットです。

スーパーチャージャーのメリット・デメリット

スーパーチャージャーのメリットは、低回転域から過給圧を得られることです。圧縮する動力にエンジンの回転を利用するため、アクセルを踏み込んだ瞬間から高い出力で走り出せます。

一方でデメリットは、エンジンパワーの一部をスーパーチャージャーの駆動に利用するためロスが大きい点です。特に、高回転域ではスーパーチャージャーそのものがエンジンの足かせになって、十分なパワーが得られません。

また、サイズが大きく、重量も重くなる点もスーパーチャージャーの大きなデメリットです。取り付け位置がエンジン上部となり重心が高くなるほか、クルマの前後重量配分にも影響します。

ターボとは過給に使う動力源が違う

ターボ・チャージャー、通称ターボもスーパーチャージャーと同様に過給器の一種です。スーパーチャージャーと大きく異なる点は、空気を圧縮する動力源に排気ガスを使う点です。

ターボでは排気ガスの風圧によってタービンを回し、空気を圧縮します。スーパーチャージャーに比べてコンパクトに設計でき、エンジン出力のロスが少ない点が特徴です。ただし、排気ガスの圧力の低い低回転域では十分に空気を圧縮できない、ターボラグが発生する点が大きなデメリットです。

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さまざまなモデルに使われるスーパーチャージャー

ターボに比べてあまり目立たないスーパーチャージャーですが、実は国産車、輸入車問わずさまざまなモデルに採用されています。

スーパーチャージャーは多くのモデルに採用されている

まず、日本国内ではトヨタ AE92、AE101型のレビン/ トレノ、AW11型MR2にスーパーチャージャーモデルが設定されていました。4A-Gの特徴であるレスポンスのよさを活かしたままパワーアップを図るためには、低回転域から過給効果を得られるスーパーチャージャーが最適だったのでしょう。

また、意外なところでは、軽トラックの定番、スバル サンバートラックにもスーパーチャージャーモデルが存在します。

一方で、大排気量エンジンでスーパーチャージャーを採用しているのが、シボレー コルベットZR1(C6)です。LS9型6.2Lのエンジンに、2基のスーパーチャージャーを搭載しています。気になるパワーは、標準車のLS2型6.0Lエンジンの436psに対して647psを発揮、最大トルクは83.5kgmにも達します。大排気量エンジンで犠牲になりがちなレスポンスをスーパーチャージャーで補って、さらにハイパワー化を果たした事例です。

86を始めとするカスタムシーンでも人気

スーパーチャージャーは、後づけで簡単にエンジンパワーを向上させる装置としても定着しています。特にトヨタ 86では、定番カスタムメニューの1つです。トヨタ直系のアフターチューニングメーカーであるTOM'sも、ルーツ式スーパーチャージャーを使用したコンプリートカー「86 Supercharger」を発売しました。

また、近年ではコンパクトで静粛性に優れる遠心式スーパーチャージャーも人気で、アフターパーツメーカーからさまざまな車種に対応したキットも販売されています。

スーパーチャージャーモデルは人気が高い

限られた車種にしか搭載されていないスーパーチャージャーは、同型車の自然吸気モデルよりも人気が高い傾向にあります。車種や状態にも寄りますが、標準車の2倍近い買取価格がつくことも珍しくありません。

ターボ車にはない独特のレスポンスとパワー感を味わえるスーパーチャージャーですが、残念ながら最近発売された車種にはほとんど搭載されていないため、今後さらに希少性が高まるでしょう。

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