第33回：進化と革新のターボチャージャー　パワーの追求から環境への対応へ

空気の流入量を増やす第3の方法

1970年代後半から、日本では“ターボvsツインカム論争”が盛り上がりを見せていた。ハイパワーカーがもてはやされる中、ターボとツインカムのどちらが高性能かという議論が巻き起こったのである。この論争に終止符が打たれたのは1982年。「鬼に金棒。ツインカムにターボ。」というキャッチコピーで「トヨタ・カリーナGT-T／GT-TR」が登場した。2つの技術はともに高性能車には欠かせないもので、組み合わせることでよりスポーティーなクルマが生み出されることが広く認識されたのだ。

1983年には「日産スカイライン」にターボエンジンを搭載した「2000ターボRS」が加わった。ターボは高性能の代名詞となり、各メーカーが高出力を競うことになる。この時代は、日本のみならず世界中でターボエンジンが流行した。高出力を得るのに、最も手っ取り早い方法がターボだと考えられたからである。

ターボとはターボチャージャーを略した呼称で、正式にはタービン式スーパーチャージャー。スーパーチャージとは過給という意味で、強制的に空気を押しこむことだ。エンジンの回転出力を利用して空気を圧縮する機械式のものをスーパーチャージャー、排気でタービンを回して圧縮するタイプをターボチャージャーと呼んでいる。

エンジンの出力を増大させるためには、多くの燃料を燃焼させる必要がある。燃焼には酸素が不可欠であり、空気の流入量が燃焼させられる燃料の量を決定する。高出力を実現するには、高回転化して燃焼の回数を増やすか、エンジンのシリンダー容量を増やして大排気量化するか、どちらかの方法をとるのがスタンダードだ。第3の道として考えられたのが、空気を圧縮して体積あたりの酸素量を増大させる方法である。このやり方ならば、高回転化に耐えられる強度や精度を持った部品を使う必要はなく、大型化して重くなるというデメリットも生じない。

過給の考え方は古くからあり、1885年にゴットリープ・ダイムラーがスーパーチャージャーの基本特許を取得している。ターボチャージャーは、1905年にスイスのアルフレート・ビュヒが発明しており、こちらはディーゼルエンジンの出力向上が目的だった。

日本で初めてDOHCのターボエンジンが設定された3代目「トヨタ・カリーナ」。1982年9月に追加された「GT-T」「GT-TR」に搭載された。

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「カリーナ」に搭載された「3T-GTEU」型1.8リッター直4 DOHCターボエンジン。160馬力の最高出力を発生した。

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エンジンが吐き出す排気を利用してタービンを回し、空気を圧縮する「ターボチャージャー」。過給機にはこのほかにも、エンジンの回転で空気を圧縮する「スーパーチャージャー」、電動モーターでタービンを回す「電動ターボ」などの種類が存在する。

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ターボチャージャーのカットモデル。2つのタービンが1本の軸でつながっており、片側のタービンが排気を受けて回転すると、もう片方のタービンも回転し、吸気を圧縮する仕組みとなっている。

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