★NAとターボの徹底比較_レーシングカーから軽まで

今回はターボの有無でエンジン特性や印象がどう変わるのかを詳細に見ていきます。
また、同じモデルでもNAとターボが用意されている場合、どっちを購入すればよいのかも考えます。

 

【書き起こし】★NAとターボの徹底比較_レーシングカーから軽まで

(00:10) はい みなさんなんかできておりますか今回は2 つのエンジンタイプ 自然吸気エンジンと ターボエンジンについてです この2つのタイプのエンジンはその特性が 大きく違います 国産車ではまだまだ自然休憩エンジン搭載 車の方が ターボ車より数多くラインナップがあり ますが 輸入車ではほぼ ターボ車が主流です 自然吸気とターボの仕組みや特徴 軽自動車での2つの違いなどを見ていき ます ターボとは ターボチャージャーを略した名称です ターボエンジンは自然吸気のエンジンに 排気ガスのエネルギーを利用したターボ チャージャーを搭載しています ターボの羽となるタービンを回転させると 同時に コンプレッサーを起動させ 吸気を圧縮して
(01:14) 強制的により多くの空気をエンジン内部に 送ります 下級の考え方はフックからあり 1885年に ゴッドリープ大村さんが スーパーチャージャーの基本特許を取得し ています 初期の下級エンジンである スーパーチャージャーはエンジンの軸から 駆動される遠心コンプレッサで空気を圧縮 し 燃焼室に送り込むというものでした スーパーチャージャーの搭載によって パワーが上がる一方でエンジン動力の一部 がコンプレッサーの駆動のために使われて しまうので 燃費が悪化するという問題が起こりました そこで誕生したのが 排気タイミング下級旗ダーボチャージャー です この誕生によって 背景エネルギーを回収し コンプレッサーを駆動することができる ようになりました ちなみに ターボチャージャーは1905年に スイスのアルフレッドビヒさんが開発して おり ディーゼルエンジンの出力向上が目的だっ たそうです
(02:23) エンジンは 空気とガソリンを混ぜて気化させた混合機 に スパークプラグで着火し シリンダー内で燃焼したエネルギーを利用 して駆動力を生み出します 理科の実験でもありましたが 炎は酸素が多いほどよく燃えます エンジンも基本的な原理は同じでより多く の空気を取り込んだ方が 強い燃焼が起こせます しかしエンジンが取り込める空気の量は 自然吸気エンジンであれば 排気量やエンジン回転数によって上限が 決まってしまいます そこでパワーアップするには 排気量を増やすかエンジン回転数を上げる 必要があります しかしむやみに排気量を増やせばエンジン 自体の大きさが大きくなりエンジン回転数 にも限界がありますそこで考え出されたの がターボチャージャーです ターボは 風車の羽のようなタービンで 空気をギュッと圧縮しエンジンに送り込む
(03:27) 空気の量を増やすことでパワーアップを 図っています ターボは風車のようなタービンが2つ連結 した構造をしていて 排気の圧力を利用してタービンを回転させ ます 排気側のタービンが回転すると 吸気側のタービンも連動して回転し 掃除機のように 吸気を吸い込んで圧縮します そして 圧縮された空気はエンジンに送り込まれ ます このように ターボは 排気ガスの圧力を利用して 空気を圧縮することで 自然吸気エンジンでは不可能な吸気を実現 しています 武器は圧縮されると温度が上昇する性質が あります 吸気温度の上昇は 異常燃焼や出力低下などを招きますこの 問題を解消するために ターボ車では インタークーラーという 空気を冷却する装置が装備されています また 排気ガスの圧力が高くなっていくと ダービンもさらに早く回りよりっこい空気
(04:33) がシリンダー内へ送られることとなります しかし 濃すぎる空気は 燃焼力も強くエンジンを壊す原因にもなり ます そのためカービン付近には一定以上の ブースト圧がかからないように 排気ガスを逃すバイパスが設けられてい ます ターボエンジンは タービンを高熱の排気ガスによって高回転 させるため 自然休憩エンジンと比較して 発熱量が高いです なので高い温度での使用を想定された オイルを使用し一定のエンジン保護性を 保つ必要があるので 耐熱性の高い高年度オイルが指定されてい ます タープエンジンのメリットはなんといって もパワーがあることです ターボエンジンは 下級機によって自然休憩エンジンの吸気の 力を向上させたものです 自然休憩エンジンと比較しておおよそ2 から3倍の空気を取り込み 使用する燃料も自然吸気より多いため
(05:37) エンジン燃焼のパワーが高まりますこの パワーこそがターボエンジン最大の メリットです タープは 加速や坂道高速道路走行中において エンジンの回転数が大きくなるときに パワーを発揮します ターボ車には独特の加速感がありそれは 自然休憩エンジンでは感じられないものと なります ターボがかかり始めた途端 力強い加速力を味わうことができます 逆に 燃料を多く使用する分 燃費は 自然休憩エンジンに比べております パワーの必要のない街乗りが多い場合は 燃料を無駄に消費してしまうという デメリットもあります 加速時や坂道を登るときまた高速で走って いるときは ターボがサポートしてガソリンの消費を 抑えることができます 唯一サポートできないのが発信時です パワーを出せるまで 少しもたついてしまいます
(06:41) ターボ車は排気の力を利用してタービンを 回すのでアクセル操作に対して レスポンスが少し悪くなります アクセル操作とパワーの追従性のズレを ターボラグと呼びます ターボエンジンはいざ下級がかかった時の ために 圧縮比を純粋な自然休憩エンジンより 落としていますなのでターボが効き始める まではアクセルを踏んでも少しもたつきが あります 日本の道路は信号が多く 頻繁に止まっては発信するを繰り返します そのたびにエンジンはガソリンを消費し ターボの恩恵が受けられません 渋滞に捕まっても同じですその結果 ターボエンジンでは日本では思ったほど 燃費が良くなりません また ターボと被災者は ノンターボ社と比べるとより短いサイクル でエンジンオイル交換が必要となります ターボ車のエンジンオールには大きな負荷 がかかっていますそれは
(07:46) ターボユニットにかかる大きなストレスの 多くをエンジンオイルが吸収する役割を 担っているからです 排気ガスの圧力を使って回転している ターボチャージャーのタービンホイールは 950度を超える高温にさらされ 毎分10から15万回という 超高速回転をしています その時空受け部分を支え 冷却を担当しているのがエンジンオイル です ターボ車のエンジンオイルには自然吸気 エンジンを大きく上回る負担がかかってい ます オイルは高温にさらされると劣化し 劣化したオイルでは ターボユニットやエンジンのメタルなどを 守ることができなくなってしまうので 早めの交換が推奨されています 2000年代以降 ヨーロッパを中心に ダウンサイジングコンセプトの車が主流と なっています ダウンサイジングコンセプトとはエンジン
(08:50) の排気量や気筒数を減らし 燃費を抑える一方で ターボの呼吸を使ってそのパワーの不足を 補おうという考え方です 日本ではこのコンセプトは主流ではなく まだまだ自然休憩エンジンの車の方が多い です しかし BMW メルセデス ボルボ ジャガーランド ローバーのメーカーはそのラインナップに 自然休憩エンジンを持ちません ここでは少し特徴的なターボショーを見て いきます 続き初代アルトワークス 1987年アルトにアルトワークスという 高性能機種が追加されました エンジン排気量は550ccでしたが ターボチャージャーの下級により 64馬力を達成した車です その走りは強烈で2リンク銅の車重は 610キロ4輪駆動車でも650キロと超
(09:57) 軽量だったため 加速性能は1リッターのターボ車を凌ぐ ほどでした 現在も続く64馬力自主規制のきっかけと もなったモデルです ブガッティシロン スーパーカーの城は W168Lエンジンで4つのターボを備え 1500馬力を誇ります 世界最高ともいえる乗用車です この車ではターボラグを抑えるため 発信時には2機のみが作動し 残りの2基はエンジン回転数が 2800rpmになると作動します これにより低速域から大きなトリックを リニアに発生させています フェラーリ296GTP フェラーリの未来を担うモデル296 GTP GTSは V6ターボエンジンにプラグイン ハイブリッドシステムを組み込んで 総合を最高出力
(11:01) 830馬力を発揮します フェラーリの市販車初のV6エンジンです 3 リットルV6エンジンのVバンク管理 ターボを置きその後方にはモーターを設置 しています エンジンとモーターを適切に組み合わせる ことでどんな回転数でも安定したトルクを 生み出す特性を持っています [音楽] 自然吸気エンジンとは ターボチャージャーや スーパーチャージャーなどの下級機を使わ ず大気圧をそのまま吸気するエンジンの ことです これはNAエンジンとも呼ばれます NAとは ナチュラリーもしくはノーマリー アスピレイテッドの略で 自然な吸気という意味です そもそもこういった言葉は 過給機を使ったエンジンが登場したことに よって生まれた言葉です 下級旗の技術が開発される前は 全てのエンジンが自然吸気でしたその頃は
(12:07) 当然 特別な呼び方などはありませんでした 1962年にアメリカの自動車メーカー オールズモビルとシボレーから ターボエンジン搭載車が設定されそれ以降 ターボエンジンとの区別のために NAエンジンという呼び名が付けられまし た 自然休憩エンジンは 燃料の熱エネルギーをピストン使って回転 運動に変えるというレシプロエンジンの一 つの種類で ガソリンエンジンとディーゼルエンジンが あります とはいえ今やほとんどのディーゼル エンジンは 下級機付きとなっています NAエンジンは昔からの吸気方法であり ながら 低燃費や低排ガス性に優れ 現在でも自動車エンジンの主流となってい ます NAエンジンの出力の決め手は2つあり ます
(13:10) 排気量と最高回転数です レシプロエンジンにおいて 吸い込むことのできる空気量はエンジン 設計の段階で決まります ピストンストロークが大きいエンジンほど 吸い込む空気の量は増えますつまり 排気量の大きさである程度の出力が決まり ます もう一つの要素が最高回転数です 回転数が高ければそれだけ 単位時間あたりに発生する出力が高くなり ます つまり回転数が高ければその分出力も 上がりパワーと最高速度を上げることが できます NAエンジンはターボと比べて 排気ガスの流れがスムーズなので高回転 まで 排気効率の高いエンジンを作ることができ ます NAエンジンは最高回転数を高めて出力を 上げるエンジンですがそれは ダーブエンジンが苦手としているところ です ターボエンジンは排気ガスのエネルギーで
(14:15) 下級を行いますが 排気ガスをタービンで受けていることも ありそれは排気ガスの流れに対して抵抗と なります 高回転域では 排気ガスの流れがスムーズでないと エンジンの効率は落ちます 出すものを出さないと 入るものつまり空気ですが 入るものは入らないからです ターブはその妨げとなるので高回転域が 苦手と言われています NAエンジンは ターボがない分排気の流れがスムーズで高 回転域まで 排気効率の高いエンジンを実現できます 高 回転型にするためには 他にもバルブ系の設計や高い耐久性を確保 するなどが必要ですがエンジンの基本的な 構造として NAは高回転型に向いているエンジンと 言えます NAエンジンはターボと比べてエンジン 本体としては高い熱効率を持っています
(15:23) エンジンの出力や燃費性能は 熱効率の高さがほぼ全てになっていると 言っても過言ではありません そして熱効率を高める最も基本的な構造は 圧縮比を高めることです 圧縮比とは ピストンでシリンダー内の混合機をどれ だけ圧縮できるかを示す割合のことです 圧縮語の容積を 圧縮前の容積ではあります 圧縮比はターボエンジンでは9から10 程度 NAエンジンでは10から13程度まで 可能です この差の分 NAエンジンの 熱効率は高くなります 熱効率が高くなるとその分 燃料から引き出す仕事の量が増えて エンジンの効率が上がります 結果 燃費が良くなります この圧縮比の違いはエンジンのノッキング 製の違いから生じています ターボチャージャーから送り込まれてきた
(16:25) 空気は すでに圧縮されていますその 空気をさらにシリンダー内で圧縮すると 圧縮されたことで空気の温度は上昇し スパークプラグで添加する前に 燃焼を起こしてしまうことがあります これがノッキングという現象ですこれを 抑えるには 圧縮比を下げて 混合機の温度を下げる必要がありますなの で ターボエンジンはNAと比べて 圧縮比が低いです NAエンジンはターボラッグがないので アクセルを踏み込んだら 自然にかつスムーズに園児の回転が上がっ ていくという特徴を持ちます 回転が上昇するに従って リニアに力強さが増していく高出力自然 休憩エンジンは 理屈を超えて人間の本能を刺激します 高回転までよく回るのが気持ちのいい エンジンとも言えます 特に回転がスムーズになる
(17:29) 滝藤のNAエンジンはとても魅力的です NAエンジンのサウンドはエンジン形式や 起動数によっても変わってきますが 総じて 済んだ甲高い音が特徴です 特に気筒数の多いエンジンでその本領が 発揮され 聞いていてとても心が揺さぶられるほどの 吹け上がりを見せてくれます レーシングカーでターボ車との違いが さらにはっきりとわかります F1のV6ターボとV8 v1v12を比べてみます [音楽] [拍手] [音楽] [拍手] [音楽] [拍手] [音楽] [拍手] 自然休憩エンジンにこだわってきた
(18:41) メーカーの一つが本田です 199年に登場した S2000は 超高回転型エンジン F20C型直列4気筒ブイテックを搭載し ていました VTECは ホンダが独自に開発した 可変バルブエンジンでバルブの開閉する タイミングとリフト量を変化させることが できます 低回転でも高回転でも性能を発揮しやすく 2段ロケットのような加速の切り替わりが 魅力的です F1エンジンに匹敵するほどのピストン スピードを誇るショートストローク型の エンジンです 回転限界のレプリミッターは9000回転 に達し最高出力の250馬力を 8300回転で発生させます 1990年代 他社のターボ車と同じ出力を 自然休憩エンジンで達成した 数少ないエンジンです ヤマハ発動機が開発を担った
(19:45) レクサスLFAに搭載されているエンジン は V型の10気筒です こちらも超回転型のエンジンで最高出力 560馬力を 8700回転で発揮します このエンジンは2本の市販車乗用車用 エンジンとしては初めてのv1でさらに 初めて500馬力以上を達成したい エンジンです スーパーカーの世界においては高出力と 加速を重視するために 下級エンジの採用が多く見られますがその 中で自然休憩エンジンにこだわり続ける メーカーが イタリアのランボルギーニです スーパーカーではない最新型のSUV ウイルスにはターボエンジンが搭載されて いますが 三浦から続くスーパーカーの系譜には一度 も下級エンジンはありません 自然吸気エンジンの持つ リニアな加速とレスポンスの良さこそが スーパーカーの官能的な走りに貢献して いるというポリシーを貫いているメーカー
(20:50) がランボルギーニです ウラカンは V型10気筒エンジンを搭載している ランボルギーニを代表するモデルです 自然吸気ながら 610馬力という非常に高いパワーを 8250回転で発揮します このエンジンをミッドシップに搭載して フルタイム4wdとした裏カンは 非常に鋭い加速を発揮します [音楽] 自然吸気エンジンの音の魅力は高回転に 移行するたびに変化するエンジンサウンド です [音楽] もちろんターボエンジンにも ターボが稼働する際の高周波の音や 迫力のある低音といった魅力があります とはいえ多くの人がNAエンジンの甲高い サウンドに魅力を感じています私もその うちの一人です 車のエンジンサウンドの大元は 燃焼室で起きる燃焼音です
(21:54) エンジン内で燃焼が起きる回数はエンジン 回転数と起動数によって決まります 音というのは空気の振動です 振動数が多いということは 周波数が高いということですそして 周波数が高いと高温になります エンジン音の振動数はエンジンの燃焼回数 でもあるので 同じ回転数であれば 起動数が多いほど高い音になります 同じ回転数なら 8気筒は6気筒の3割増し12気筒なら6 気筒の2倍に相当する周波数を発生させ ますそしてその分だけ音程は高くなります [音楽] 周波数で2倍ということは音程で言えば1 オクターブ上に相当しますさらに回転数を 2倍にすると1オクターブ音が高くなり ます 例えばフェラーリのV12エンジンで回転 数を高めると
(22:57) ターボエンジンでは出せない 甲高い高温のエンジン音を出すことができ ます 私が初めて自分の耳で聞いたF1サウンド は v82.4Lの自然休憩エンジン最高回転 数は1万8000回転のものでした あの魅力的な音は今でも思い出すと ワクワクします今のF1は V6ターボのハイブリッドですがやはり V8NAの方が魅力的でした [音楽] 日本独自の企画である軽自動車は 様々な制約があります ボディサイズもそうですが 排気量は660cc以下と定められており 最高出力は自主規制の64馬力までです そんな制約がある軽自動車では ターボエンジンにすることで得られる メリットは多くあります なので 各メーカーの主力ラインナップには
(24:00) ほぼNAエンジンと並行してターボ エンジンのモデルがあります 2本の普通車で NAエンジンモデルは ターボエンジンモデルの4倍もの数があり ますが 軽自動車では 全モデルの 半数以上のモデルがターボ車です 最近よく売れているスーパー配当ワゴンの Kではその排気量に対して 車両重量が重いので NAエンジンでは負荷が著しく増えます 特に 坂道や高速走行では 燃費が悪化しやすくなります その点ターボエンジンは 排気量を拡大したのと同じ効果を得られる ので 負荷が大きくなるシーンでの軽自動車では ターボの方がパワーも出るし時には 燃費も向上させやすかったりします 最近の軽自動車では 低い下級圧のターボが主流です これは 限られた排気量でパワー不足を感じやすい 低速時や加速時にトルクを大きくすると いうものです
(25:05) ターボエンジンではパワーがあるので アクセルの踏み込む量が 圧倒的に少なくなります 坂道も比較的スイスイと走ることができ 燃費性能に有利です 高速走行になると スーパー配当系軽自動車は 空気抵抗も大きくなります この空気の壁を切り裂くためのパワーの 大きいターボモデルが 走行性能も 燃費性能もNAと比べて有利です ターボ付きの軽自動車は 車に負荷がかかる走行が多めの人にはお すすめです [音楽] 例えば車に乗る人数が多く 荷物をたくさん積む人 自宅周辺やよく使う道路に坂道が多い人 高速道路をよく利用する人などは ターボエンジの恩恵を受けやすいと言え ます 逆にNAエンジンの方がいい人は 近所の買い物など街乗りがメインの人 購入価格を抑えたい人
(26:08) 燃費がいい方を好む人などです 近距離の運転では ターボのパワーを感じる頻度は少ないです そういった乗り方は ターボ車ではかえって燃費面で不利です 価格もNAとターボなら10万円から 15万円ほど差があり NAの方がコストを抑えることができます [音楽] 自然吸気エンジンとターボエンジンはお 互いに持ってないものを持っています 自然休憩エンジンは踏み込めばすぐ応答 するレスポンスと高回転まで回すことも できる性能を ターボエンジンでは ターボログは少しあるものの NAで出せないパワーを出すことができる 性能を持ちます [音楽] 人によっての最適解はそれぞれですが今後 のエンジンの進化にも期待したいです [音楽] 皆さんはNAとターボどちらがお好みです か [音楽]
(27:10) では皆様 ごきげんよう [音楽]

Correction:
23:36 全高2.0m以下

参照

https://www.youtube.com/watch?v=7z0l4uNpgmw

https://www.youtube.com/watch?v=2brt7d1j_n4

https://www.youtube.com/watch?v=DDuhTVd7ums&t=359s

https://www.youtube.com/watch?v=fKNdoxRld34&t=28s

https://www.youtube.com/watch?v=zrLocZavR6g

https://www.youtube.com/watch?v=sYtxX54Nkdc
https://www.youtube.com/watch?v=TjSYx4Uu-p8

https://www.youtube.com/watch?v=lSOI46MyxVc
https://www.youtube.com/watch?v=ke8Z-Q1S_RE

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