過給機
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過給機（かきゅうき）とは、内燃機関へ空気を圧縮して強制的に送り込む装置の総称。
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[編集] 解説
容積型内燃機関の吸気は大気圧とピストンを降下させた時の差圧によって行われる。今日のレシプロエンジンでは吸気バルブはカムによって強制的に開かれるが初期のエンジンでは吸気バルブは差圧によって開かれ[1]、バネの力で閉じられていた。大気圧との差圧以上の圧力で燃焼室に吸気を送り込むという発想は古くから存在し[2]、航空機の発達の前に開発されていた。航空機の飛行時、高度が高くなるにつれて徐々に気圧（空気密度）も低くなり、海面上高度6000mでは約半分となる。このため、内燃機関が吸入できる空気（酸素）量も減少することになり、出力（トルク、仕事率）も低下することになる。高々度での航空機の性能向上が求められた第二次世界大戦時には軍用機のエンジンには必須の装備となった。
現在では航空機ではジェットエンジン（ターボプロップエンジンを含む）が中心であり、レシプロエンジンは軽飛行機が中心であるため採用例は少ない。その代わり、船舶、鉄道をはじめ、建設機械や発電機などの産業用エンジンに広く採用されている。自動車に採用されるものが一般的に知られるが、普及の度合いから見るとむしろ少数派である。
燃焼前のシリンダーに混合気を吸入し、圧縮するガソリンエンジンでは、過給に伴うデトネーションが避けられないのに対し、空気のみを吸入し、圧縮するディーゼルエンジンではその問題がまったく無く、相性が特に良い。最新のディーゼルエンジンでは出力（トルク、仕事率）向上のみならず、エミッション（排出物）低減にも寄与している。
過給機とは元来、super charger の日本語訳であり、駆動方式や圧縮方式の区別はない呼称だった。駆動方式により排気タービン式過給機はエグゾースト（エキゾースト）タービンスーパーチャージャー(Exhaust turbine super charger)、ルーツブロアーなどの機械駆動式を指す機械式過給機はメカニカルスーパーチャージャー (Mechanical super charger)と呼ばれる。一般的にはそれぞれ、ターボチャージャー (turbo charger) 、スーパーチャージャー (Super charger) と略され、定着している。航空機用レシプロエンジンで見られる、遠心式コンプレッサーをエンジンのクランク出力で機械的に駆動しているものはターボチャージャーとは呼ばれない。
なお、過給機を搭載したエンジンには必ず最大過給圧が設定され、ウェイストゲートバルブなどで圧力制御が行われている。最大過給圧は過給機自体の大きさによっても大きく変わる。もしも排気量の大きなエンジンに小さい過給機を取り付けた場合には、過給機の性能を最大限発揮させたとしても、十分に過給圧が上がってこない場合がある。このような場合には過給機をより大きなものに取り替える必要があるが、大きな過給機は小さな過給機よりも過給の立ち上がりに時間が掛かり、スロットルレスポンスが悪い場合（ドッカンターボ）もしばしば見受けられる。また、過剰に大きな過給機を取り付けた場合には過給のレスポンスが悪いばかりでなく、ウェイストゲートバルブの過給制御が追いつかずに過給圧が設計者の想定以上に掛かってしまうオーバーシュートが起こりやすくなる危険もある。
一般に、自然吸気エンジンの場合にはシリンダー内の圧力は大気圧の為、シリンダー総排気量の数値がそのまま実質排気量となるが、過給機を搭載したエンジンの場合、最大過給圧が1バール掛かっている時にはシリンダー内の大気圧1バールに過給圧1バールが上乗せされる為、シリンダー内気圧は2バールとなり、シリンダー総排気量の数値の2倍の混合気が送り込まれる事になる。
仮に2000ccの排気量のエンジンが存在するとして、最大過給圧0.5バールの過給機が取り付けられた場合、最大過給時に実質排気量は2000×(1+0.5bar)=3000ccとなる。モータースポーツによっては自然吸気エンジンの総排気量制限と同時に、過給機仕様エンジンの最大過給圧もそのエンジンの総排気量に応じて細かく制限が加えられる事が多い。代表的な例が1988年のF1世界選手権で、自然吸気エンジンが総排気量3500ccだったのに対して、ターボエンジンは総排気量1500cc＋最大過給圧2.5バールに制限されていた。（これでも計算上は実質排気量は5250ccとなり、ホンダエンジンが16戦15勝という圧倒的な大差で優勝、この年を最後にターボは禁止された）
