内燃機関超基礎講座 | ヴァレオの電動スーパーチャージャーの実力をパリで試す

2020/12/28
Motor Fan illustrated編集部

ミシェル・フォリシエ博士：ヴァレオのパワートレーンビジネスグループのR&D責任者

構造はシンプルだ。排気を利用するターボチャージャーと違って内部の温度が200°C以下なので、特別な素材を使用する必要がない。モーターも、レアアースを使わないごく普通のリラクタンスモーターでいい。筐体はアルミ製。現在はインペラーもアルミ製だが将来的には樹脂製の可能性もある。つまり低コストで作れるということだ。重量は約4kg。

クランク軸からプーリーを介して動力をとる機械式スーパーチャージャー（左）と違って電動スーパーチャージャーの駆動はモーター。したがって、機械損失も少なく搭載位置の自由度も高い。またエンジン回転数とは関係なく制御できるのもメリットだ。

ダチア・ダスター（1.6ℓNA）に電動SCを装着したテスト車は、運転席から電動SCのON/OFFができる。この電動SCは2kW、12Vで駆動していた。OFFだとシフトダウンする必要がある場合（たとえば4→3速へ）でも、ONにするとストレスなく加速を開始する。その効果は明らかだ。電動SCはエンジン回転が2500rpm以下で使う。エンジンがそれ以上回ると、バイパスバルブが開いて吸気の流れは電動SCをバイパスする。テストでは、25%のダウンスピーディングと約8%の燃費改善という結果が出ている。

ルノーの1.6ℓ直4自然吸気エンジン（78kW/140Nm）を搭載するダスターに電動SCを装着したエンジンルーム。ターボと違ってエキゾーストからの排ガスエネルギーを必要としない電動SCの配置の自由度は高い。高温のエキゾーストから離れた場所に装着できるのもメリットのひとつ。電動SCの作動音は、機械式SCと似ているが、さほど気にならなかった。市販化されるときはほぼ聞こえなくなるのではないだろうか。

上の写真は、4速60km/hでコーストした後にアクセルを踏み込んだ瞬間。エンジン回転は931rpm、電動SCは62000rpm、過給圧は1317hPa、バイパス率は10.8%だ。電動SCのアイドリング回転数は4000rpm。そこから最大回転数の70000rpmまで350ミリ秒で達するレスポンスが電動SCの最大のメリットだ。バイパス率の意味するところは、吸気の90%が電動SCで圧縮される、ということだ。

グラフで見るターボエンジンの性能曲線は「2秒後」のもの。ターボチャージャーのラグは約2秒もあるが、電動SCは250〜350ミリ秒で過給を開始できる。ダウンサイジング過給エンジンに電動スーパーチャージャーを組み合わせた場合、レスポンスの良さが生きてくる。

リカルドによるエクストリームダウンサイジング、Hyboostのデータ。1.6ℓターボを1.0ℓターボ+電動SCに載せ替えたHyboostでは、ベースの92kW／170Nm／114g/kmが105kW／240Nm／90g/kmと、パフォーマンスも燃費も向上している。

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