インタークーラーの機能や役割を徹底解説! | DPFドットコム

【ディーゼル】インタークーラーの機能や役割を徹底解説!

インタークーラーは、ターボ車(ターボチャージャー/過給機 搭載車)にしか取り付けられていないパーツです。
ボンネットに穴が開いている車を見たことがある方は多いと思いますが、この穴はインタークーラーに風をあてるため設置されています。
風をあてることで圧縮した空気を冷まし、効率よくエンジン内に空気を送っているのです。
車のパワーを上げるためのターボ、ターボの性能を十分に発揮させるインタークーラー、この2つの役割を知ることで車についてさらに理解を深めることができます。

●車輌オーナー「インタークーラーって聞いたことがあるけど、いまいちよく分からない」
●整備士「空気を冷ます役割があることは知っていたけど、なぜ、冷まさないといけないの?」
など、車の構造を理解しようと思った場合、たくさん疑問がうまれてくることでしょう。

今回は、ターボの機能やインタークーラーの役割を、車に関してあまり詳しくない方でも分かりやすく解説していきます。

インタークーラーはターボ車にとって必要不可欠なパーツ!

インタークーラーとターボは切っても切れない関係にあります。
なぜかというと、ターボによって取り入れた空気を冷ます役割を持つのがインタークーラーだからです。

つまりインタークーラーがなければ、ターボによって取り込まれた空気は、冷めることなくエンジン内に入ってしまうということになります。
空気が高温の状態でエンジン内に入ってしまうとどうなるのか、という説明は後述しますが、ターボによって取り込まれた空気は、冷めた状態の方が密度が高く、燃焼しやすいという特徴があります。

逆にターボ無しの車(NA車)にはインタークーラーが取り付けられていません。
理由はターボがなければ取り込む空気はそこまで高温にならないからです。
ではターボにはどのような働きがあるのでしょうか。

ターボ車のパワーが強いのは空気をたくさん入れているか?

ターボとは空気を圧縮し、密度の濃い空気を取り入れることにより車のパワーを向上させます
エンジンを動かすためには、
・よい混合気
・よい点火
・よい圧縮
この3点が必要となってきます。

ターボはよい混合気の部分で性能を発揮し、通常の約2倍の空気をエンジンに送り込むことができます。これにより、より多くの燃料を効率よく燃焼させることができるため、NA車よりも大きなパワーを生み出すことが可能なのです。

空気を冷やす役割を持つインタークーラー

たくさんの空気を送り込むことができるターボは空気を無理やり圧縮させ狭いエンジン内の燃焼室に送り込みます。
空気は圧力が上がると温度も上昇する性質があり、ターボで一気に圧縮された空気は、とても高温になります。

インタークーラーは、ターボの圧縮によって高温になった空気を一度冷まし、燃焼室に送り込む役割を持っているのです。

では、インタークーラーはどのように空気を冷ましているのでしょうか?
インタークーラーはフィンと呼ばれる冷却性能に優れた構造でできています。

フィン内部の細くて長い通路に高温の圧縮空気を通し、冷たい走行風をインタークーラーにあてることで、熱を放出させ冷却しているのです。(空冷式インタークーラー)

水冷式のインタークーラーも存在

空冷式のインタークーラーがメジャーですが、なかには水冷式のインタークーラーも存在します。
水冷式のメリットとしては、
・冷却効果が高い
・小型化できる
この2つのメリットがあります。

しかしデメリットも存在し、
・【冷却水をラジエーターと共有した場合】サーモスタッドが開いていれば一定の温度より下がらない
・【冷却水をラジエーターと共有しない場合】ホースなどの取り回しが必要となり、エンジンルーム内が狭くなったりコストがかかる
この2点があります。

大半の車に取り付けられているインタークーラーが空冷式なのは、メリットよりもデメリットの方が大きいからだといえるでしょう。

インタークーラーがない場合に考えられる2つのマイナス効果

ターボ車にはインタークーラーが必要不可欠であるとご説明しましたが、ターボ車にインタークラーがなければ、どのような悪影響があるのでしょうか。

インタークーラーがなかった場合に考えられる影響は2つあります。

① 空気が膨張してしまうため、効率的に酸素を燃焼室に送り込むことができない

インタークラーはターボによって圧縮された空気を冷ます役割があります。
つまりインタークーラーがなければ、圧縮された空気は高温のままエンジン内に送り込まれるということです。
空気は熱を持つと膨張してしまい、必要な量の酸素を燃焼室に送ることができなくなります

*分かりやすく説明するために、泥団子をイメージしてみましょう。
硬く握った泥団子と、軽く握った泥団子では泥の密度が違いますよね。
では膨張した空気と冷めた空気の話に戻ります。
圧縮され、熱を持ったままの空気は、軽く握った泥団子のように酸素同士の隙間が多くなり同じ体積に含まれる酸素の量が少なくなります。
それに対し、圧縮後に冷却された空気は、硬く握った泥団子のように同じ体積に含まれる酸素の量が多くなります。

エンジンは燃料が燃える時の爆発によってパワーを作り出しています。
インタークラーがなければ、1回の爆発に使える酸素量が減るため、効率よく爆発させられる燃料が少なくなり、大きなパワーを生み出すことができなくなるのです。

② 高温の空気を燃焼室に入れてしまうと、点火時期が早くなってしまう

圧縮された空気はかなり高温となるため、燃焼のタイミングがずれ、ノッキングを起こしてしまう可能性が高まります。このようにインタークーラーは、ターボの性能を十分に発揮することができる環境を整える役割を果たしているのです。

ディーゼル車とガソリン車のインタークーラーは違うの?

ガソリン車とディーゼル車では、構造やエンジンの燃焼方法が少し違っています。
点火プラグを用いて混合気を爆発させるガソリン車に対し、ディーゼル車は混合気を圧縮し高温にさせることによって発火させます。

では、ガソリン車に取り付けられているインタークーラーと、ディーゼル車に取り付けられているインタークーラーに違いはあるのでしょうか。
答えはNOです。

どちらのインタークーラーも同じ役割を持ち、車種によって大きさや形に違いはあるものの、使用されているインタークーラーの性能や構造は同じになります。

インタークーラーの設置個所は2つ!

インタークーラーの設置個所は、
・前置き

・中置き

この2か所となります。


前置きとはグリル部分に設置されているインタークーラーのことを指し、中置きとはエンジンの中央部分、エアダクトに設置されているものを指します。

ボンネットの中央部分に、穴が開いているような車を見かけたことはありませんか?
この穴こそがエアダクトと呼ばれるパーツで、穴の裏にはインタークーラーが取り付けられており、インタークーラー内を流れている空気を冷ましているのです。

この2つの設置個所には、それぞれ特徴があります。
前置き型のインタークーラーでは、
・走行風がよくあたるため冷えやすい
・事故を起こした際、壊れる確率が高い

それに対し中置き型のインタークーラーでは、
・エンジンまでの距離が短いのでターボのレスポンスが良い
・空気が通りづらいので冷めにくい

それぞれ良い面と悪い面がありますが、どちらも気にするほどではないといえるでしょう。
また、ダクトがあればターボ車だとひと目で分かるため、好みによるところが大きくなります。

まとめ

インタークーラーは、ターボの性能を十分に引き出すために必要不可欠なパーツです。
ターボによって圧縮された空気をインタークーラーで冷やすことで、密度の濃い空気をエンジン内に送り込み、大きなパワーを作り出すことができます。

昔はインタークーラーは存在していませんでしたが、ターボは存在していました。
インタークーラーが無くてもターボを使用することができるの?と疑問に思う方も大勢いることと思います。
この答えは先ほど詳しくご説明したように、使用はできるがエンジンに悪影響が起こる可能性が高いといえるでしょう。

昔と現代のターボにおいて違う点はパワーです。
現在のターボはとても優秀であり、小さな排気量の車でも大きなパワーを作り出すことができます。

一昔前ではハイパワーだといわれていた車でも、現代においては普通に町中を走り回るほど、車の性能はここ数十年で格段に向上しているのです。

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