ターボのブースト圧とタービンの回転について

Question

ターボ車にOBD2ポート接続のブースト計を取り付けてブースト圧を見ています。

巡航中にアクセルペダルを少し踏み増してブースト圧が1kg程度まであがります。
さらにアクセルペダルを踏み増して加速するときはブースト圧がある程度かかった状態ですが、アクセルペダルを踏み増さずにアクセル開度を維持したり、ほんの少しアクセルを戻した場合は、ブースト圧がストンと0kgまで落ちます。

アクセルペダルを完全にもどしたわけではありませんので、ブースト圧1kgがかかっているときほどではありませんが車は加速し続けます。

このとき、ブースト圧0kgならエンジンはNAとほとんど同じ状態と想像しますが、タービンの回転(数)はどうなっているのでしょうか？

タービンは惰性で(ブースト圧1kgの時と同じ程度の回転数で)回り続けているけれど、ディバーターバルブ(など)がブーストを抜いている状態が継続されてブースト圧が0kgに落ちたままと思えばよいでしょうか。

また、ブースト圧がある程度かかった後のタービンの回転数がそう簡単に落ちずに回り続けているとすると、その後、エンジンをさほど回さなかったとしてどのくらいのペースでタービンの回転数が落ちていくものでしょうか？

evian32 · Accepted Answer

No1です。

＞タービン回転数とブースト圧は比例しないのでしょうか？
＞1kg程度の圧がかかった直後、ほんの少しアクセルを戻したくらいなら
＞排気圧が0ということはなさそうに思うのですが
＞ブースト圧がかからなくなるほどタービンに回転が落ちるものなのでしょうか。

普通に考えたらおっしゃる通りタービン回転数とブースト圧は比例します。
ただ、そのままではエンジンが壊れてしまうのでECUによる加給圧コントローラでアクチュエーターを制御して排気圧をバイパスしてコントロールしています。
車によって違うとは思うのですが、アクセルをパーシャルまたはオフにした場合、加給する必要が無いためECU側で排気圧をバイパスして加給をゼロにしている可能性があります。

簡単に言うと、単純な構造ではエンジン回転数が上がって排気圧が上がると当然タービンの回転数が上がり、ブースト圧もアップしますが、それではエンジンが持ちませんし、燃費も悪くなるため、ECUでブースト圧をコントロールしています。それ故に複雑怪奇な現象に見えると言うことです。

ターボ加給そのものの原理は非常に簡単明瞭な機構です。

asoc · Answer

＞　ブースト圧が0ピッタリというのはなにか特殊な状態なのでしょうか？

そうですね。かなり特殊な状況だと思います。
自然吸気状態だと常に負圧ですし、ターボ全開だと１？（私の車だと90kPa）になります。
ブースト圧がゼロと言う事は、タービンにより適度に吸気が加圧され、エンジンの容量と、エンジンに送られる空気量が等しい状態が維持されなければなりません。

私は他車が後ろにいない時は、なるべくゼロ以下で走るようにしています。ゼロ以下を維持して走行すると燃費がいいらしいです。

asoc · Answer

私もターボ車に乗っていて、ブースト計を使ってますが、
街中をちんたら走っているぶんには、けっこう、ターボって効いてませんよね。
せいぜい、負圧からゼロの間くらいをふらふらと。
まあ、ターボ圧が０（負圧ではない）ならそれなりに効いているわけですが。

で、私なりに、以下の結論となりました。

スロットル開度（アクセルの踏み具合）が半分になると・・・

－＞エンジンに送られる空気の量が半分になる
－＞燃焼ガスも半分になる
－＞タービンを回す力も半分になる
－＞自然吸気エンジンとたいして変わらなくなる
－＞ターボ圧が０（又は負圧）になる

同じスロットル開度でも、車が巡航速度に入ると・・・

－＞少ない燃料で車速を維持できるようになる
－＞燃焼ガスが減る
－＞タービンを回す力も減る
－＞以下、同文

瞬間燃費計が付いている車に乗るとわかりますが、アクセルのちょっとした踏み具合で燃費は大きく変わる、つまり、燃焼ガスの量も大きく変わります。当然タービンを回す力も大きく変わると考えられます。しかし、エンジンの回転数に着目するとあまり変わっていないので、「排気の量もそれほど変わらないのでは？」と勘違いしてしまいます。そのあたりが、「直感的に飲み込めない」部分かもしれませんね。

あと、ブースト計（圧力計）は、おそらくスロットルよりも後にあるので、タービンの動きよりもスロットルの動きに敏感に反応すると考えられます。

と、持論を書きましたが、自動車工学の教育を受けた事はありませんので、うそが含まれているかもしれません。ご了承ください。

hiko3323 · Answer

＃３です、

＞、バックタービンのような状態でタービンの回転数にブレーキがかかる
要因がなにかあるのでしょうか。

その通りです。
加給時に、サージ側（タービン～インテークバルブ）に、1Kかかっているとします、
その1Kは排気圧で作り出されています。

アクセルを抜いて、パーシャル状態（無負荷）にします、
1Kかかっているサージ側が抵抗となり、タービンは減速します。

加圧（ブースト）は、タービン側から見た場合、大きな抵抗ですから、
急速に減速します。

ブースト圧そのものが、タービンにブレーキをかける抵抗そのものです。

niizuma1964 · Answer

>直前まで1kg程度加給できていて、完全なアクセルオフというほど
>急激にアクセルを戻したのではなくても無加給状態になるほど
>タービンの回転数は落ちる、ということでしょうか。

ターボチャージャーの歴史は、
まさにこの部分のアクセルに敏感に
加給圧をコントロールするにはどうすればいいかの歴史でして
昔はすぐに回転数が落なくてタイムラグが生じていました
今はほとんどそのラグが感じられない位にレスポンスが良くなっています。

>「一定の回転数を保っている」状態なら、低いなりにもブースト圧を
>かけ続けていられるきがするのですが、ブースト計の針が負圧側までさがるほど
>タービンの回転数が落ちたところで一定の回転数を保っているということでしょうか。

タービンは、排気側の空気の流れに影響されますので
排気と吸気の圧力の差が生じた場合はありえます。

ブースト圧というのは、NA状態での空気の流れよりも
加圧された状態を指しますからアクセルオフで排気の量が下がり
空気の吸入量が勝る場合には、負の状態が発生します。

niizuma1964 · Answer

タービンの回転数はその直径と材質、流入経路によって決まるので一様に決まった回転数とは限らないです。

そしてターボの回転は加速のためにアクセルを踏み込んだ時にだけ増して、保持した時には、一定の回転数を保って無加給状態になり、ブースト圧がゼロになります。

加給圧がゼロの状態のタービンの回転数はタービンに吹き付けられる排気ガス量に比例してその回転数が保たれ、アクセルが踏み込まれてタービンに吹き付けられる排気ガスが増え出すと、その量の変化によって、回転数が上がりブースト圧が変化します。

hiko3323 · Answer

＞このとき、ブースト圧0kgならエンジンはNAとほとんど同じ状態と想像しますが、
　　ほぼその通りです。

＞タービンの回転(数)はどうなっているのでしょうか？
　　排気の流速に応じて回っています、サージ側に加圧出来る程は、回っていないだけです。

＞タービンは惰性で(ブースト圧1kgの時と同じ程度の回転数で)回り続けているけれど、ディバーターバルブ(など)がブーストを抜いている状態が継続されてブースト圧が0kgに落ちたままと思えばよいでしょうか。
　　これは違います、
　　この状態の時、タービンは加圧出来る状態の仕事量はありません、
　　加圧状態を、機械的に抜いている状態とわ違います。

＞また、ブースト圧がある程度かかった後のタービンの回転数がそう簡単に落ちずに回り続けているとすると、その後、エンジンをさほど回さなかったとしてどのくらいのペースでタービンの回転数が落ちていくものでしょうか？
　　排気の流速に順じます。

rgm79quel · Answer

＞ブースト圧がストンと0kgまで落ちます。

う～ん
もしも走行中にスロットルオフで負圧がゼロであれば
ピストンに穴が空いている事になるので
実際はゼロではなくマイナスですよね？
でなければディバーターバルブがぴくりとも作動しませんから。

さて、これはサージの圧を見ているだけなので
タービンの中の圧ではありません。

タービンは排気される排ガスの容積分だけ回転しています。
でなければ全く排気できずエンジン回転がその瞬間に停止してしまいますよね。

オフ時、
タービンは普通に回っています。

最も勘違いなさっている部分は
・ブースト圧はタービン内の圧ではなく、サージの圧だという点
です。

evian32 · Answer

タービン回転数は排気圧に比例します（飽和点までですが）
イメージとしては、エンジンの回転数を上下させれば、タービンの回転数もそれに同調します。
タービン回転数を故意に落とすと排気の妨げとなってしまいます。

ターボのブースト圧とタービンの回転について

No1です。

＞ ブースト圧が0ピッタリというのはなにか特殊な状態なのでしょうか？

私もターボ車に乗っていて、ブースト計を使ってますが、

＃３です、

>直前まで1kg程度加給できていて、完全なアクセルオフというほど

タービンの回転数はその直径と材質、流入経路によって決まるので一様に決まった回転数とは限らないです。

＞このとき、ブースト圧0kgならエンジンはNAとほとんど同じ状態と想像しますが、

＞ブースト圧がストンと0kgまで落ちます。

タービン回転数は排気圧に比例します（飽和点までですが）

似たような質問が見つかりました

関連するカテゴリからQ&Aを探す

デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング

マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング

＞　ブースト圧が0ピッタリというのはなにか特殊な状態なのでしょうか？