前回書いたように自動車の技術において、様々な車載デバイスの電動化が進んでいる。
最近(2008)発表された電動化技術の一つに電動スーパーチャージャーがある。
ターボチャージャーは排気ガスの圧力によってタービンを回すため、アクセルを踏み込んでからエンジンの回転が上るまでは過給効果が低い。つまり、ターボラグと言われる弱点がある(最近は相当の技術対策が行われているが・・)。
一般的に言えば、スーパーチャージャーはエンジンによって駆動されるため、応答性はターボに比べて優越するが、過給器の回転がエンジンに依存するため、過給圧を高めることが難しいという問題がある。
2007年初頭、フォルクスワーゲン社は、ターボチャージャーとスーパーチャージャーを組み合わせたTSIエンジンを搭載したゴルフを発売した。
異なる過給器を組み合わせることによって出力を確保しながらエンジンのダウンサイジング化を図り、それまでの大型エンジンよりも軽く、出力は同等というシステムを開発し評価を得た。
(排気量1399cc直噴エンジンと組み合わせ、2400ccエンジンに匹敵する性能と、歴代ゴルフシリーズで最高となる1000cc当たり14kmの燃費性能を実現した)
今回発表された、英国Compound Power Technologies社の電動スーパーチャージャーは、ターボと組み合わせることで、フォルクスワーゲンゴルフTSIよりも省エネで、高性能なダウンサイジングエンジンの可能性が高いデバイスである。
電動化によって、エンジン駆動よりもクイックな応答が可能である(約1/4秒で必要なトルクを発生。常用回転から7万回転まで、0.35秒で到達する)。つまり、低速域から力強いエンジン特性をプログラミングできるデバイスであり、ダウンサイディングエンジンに適していると思う。
押し並べて、電動化のメリットは、構造のシンプル化。軽量化による省エネ効果が大きいわけである。
電動スーパーチャージャーもそうであるが、機械抵抗の多い部分、マッスのある部分を電動化できれば省エネ効果は高い。究極の一つがバルブの電磁駆動だろう。電磁石によってバルブ自体がプランジャーになるということだ。これは難しいかもしれないが、取りあえず、カムシャフトの電動化なら実現性は高いのではないか。クランク軸とシンクロし、自転車のように電動アシストでも省エネ効果は高いと考えられる。
クランクのマッスやデファレンシャルも大きな抵抗である。ホイールを個々にモーター駆動し、コントロールすれば、デフもクランクも不要。そうすると、究極は電気自動車に辿り着く?
そういった極論的、あるいは(ある意味)諦念的なソリューションには、メカニズム好きの私としては面白くない。そこにつながるまでの内燃機関自体への改良の技術的な取り組みが楽しみであり、期待する部分なのだ・・。
(例えばガソリンによるHCCI燃焼(予混合圧縮着火)エンジン(簡単に言えばガソリン燃料を用いたジーゼルエンジンのような機関)等々)

参考及び引用資料
Green Car Congressから「Electric Supercharger Can Enable More Extreme, Cost-Effective Engine Downsizing」
Gizmingから「Electric supercharger promises instant power boost」