インタークーラー
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インタークーラー(intercooler)は船舶、鉄道車両、自動車、航空機や発電機等用の、過給器（ターボ、スーパーチャージャー等）付き内燃機関用補機で、過給器の圧縮により温度が上がった空気を冷却する熱交換器である。燃費効率と出力（トルク、仕事率）が向上する。
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[編集] 解説
本来インタークーラーとは、多段過給において過給器と過給器との間に置かれて一段目の過給器で圧縮された空気を冷却する中間冷却器のことを指し、エンジンの手前の冷却器はアフタークーラーであるが、今では自動車用語でインタークーラーが後述のものを指す言葉として用いられることがある。この種の吸気冷却器全般を指してチャージクーラーとも呼ばれる。舶用エンジン等ではアフタークーラーという語が用いられることが多い。また、英語圏でもイギリスではアフタークーラーであってもロールス・ロイス マーリンのようにインタークーラーと呼ぶ例もある。 外気による空冷式と、水冷式とがある。ラジエターやオイルクーラー同様、放熱するためのフィンが並んでいる。
熱機関は熱サイクルの低温熱源と高温熱源の温度差が大きい程効率が良く、内燃機関は同圧力では吸気温度が低い程単位容積当たりの吸気質量が増えより多くの燃料を燃焼させることが可能となり出力が向上する。 圧縮空気の密度が変わらず温度低下に比例して圧力が下がっても、有効である。 過給器付きエンジンは自然吸気より圧縮比が低くなり効率が下がるが、インタークーラーで圧力が下がれば、そのぶん圧縮比を上げられる。 圧力低下をなるべく抑えたり、インタークーラーを前提に過給器を設計する事により、更に空気の密度が増す。
ターボチャージャーにはターボラグがあるが、スーパーチャージャーでもインタークーラーがあると、空気が圧縮されてからエンジンに供給されるまでの吸気系の距離等が長くなり時間がかかるので、レスポンスが低下する。そのためフォルクスワーゲン社のTSIでは水冷インタークーラーを採用し吸気通路を短縮して応答性の向上に努めている。大型化等冷却性能を上げる程レスポンスが低下する事になるので、最適に設計される。
[編集] 自動車への設置方式
空冷が多いが、近年は大排気量エンジンをターボ過給した小排気量エンジンに置き換えることにより燃費の向上を目指したエンジンが増えつつあり、吸気系の容量を減らすために専用のラジエーターよる水冷が採用されることもある。
一般市販車の場合は車体前部に取り付けられている場合が多く、改造によって新たに設置されたり別の個所へ移動させられる事もある。また、SUPER GTなどの自動車レース用の自動車の場合は後部に取り付けられている場合が多い。
車体にバルジと呼ばれる空気取り入れ口を設け、そこから導入された外気をインタークーラーにあてる構造のものも多数存在する。エンジンルームの構造によっては外気を効率良く当てるためにダクトを利用したものもある。
主に採られる設置方式を記す。
- 前置き
- ラジエターの前に平行になるよう設置。純正の配置で採られる車種もあれば、チューニングにより配管を変更して前置きにする場合もある。
- 中置き
- ラジエター後方に平行に設置。水温対策やクラッシュによるエンジンブローなどを防ぐ目的で採られる。
- 水平
- エンジンルーム上部に水平になるよう設置。ボンネットにはインタークーラーへエアを導く為のダクトが存在するのが一般的。
- Vマウント
- ラジエターとインタークーラーがVの字になるよう設置。
- 水冷式インタークーラー
市販車ではトヨタ・セリカGT-four RC等の一部の車種で水冷式インタークーラーが採用された事がある。 水冷式は同じ熱効率でも空冷式よりもクーラーコアを小型に設計でき、低速走行時の熱交換率にも優れる為、当初はインタークーラーにおいても水冷式の普及が期待されたが、水冷式インタークーラーには（水経路をエンジン冷却系統と共有した場合）「吸気温度の下限がラジエーター水温に依存する」という欠点があった。例えばラジエーターの水温がサーモスタットで81度に保たれた場合、水冷式インタークーラーを通過する空気は81度以下には冷却されない。これを回避するにはエンジン冷却系統とは別に、インタークーラー用のサブラジエーターを設ける必要が生じてしまう。
エンジン冷却系統から独立したサブラジエーターを設けた場合、エンジン冷却系統のウォーターポンプが使用できない為、ベルト駆動あるいは電動式のウォーターポンプが別途必要となる。当然ながら、停車中や低速走行時の冷却も考慮して、インタークーラー用のサブラジエーターには（エンジン冷却系統とは別の）クーリングファンを設けなければならない。このような結果、トータルのシステムで比較した場合、水冷式のインタークーラーは空冷式インタークーラーに比べて複雑で大規模なシステムとなってしまい、当初期待されたダウンサイジングは達成できなかった。
[編集] 船舶、艦船への設置方式
外部から取り込んだ水を使用する水冷式の為、効率が高い。
[編集] 関連項目
- 過給機
- ターボチャージャー
- スーパーチャージャー
- レシプロエンジン
- ナイトラス・オキサイド・システム
- 水メタノール噴射装置 古い航空機で使われていた吸入気冷却のための技術。
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最終更新 2009年11月24日 (火) 13:30 （日時は個人設定で未設定ならばUTC）。
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