自然吸気エンジンの排気量と効率により、エンジンの出力が制限されます。エンジンに空気を押し込む大気の力はわずか14.7ポンドであるため、エンジンは大量の空気しか吸入できません。海面での1平方インチあたり。さらに悪いことに、気圧は標高とともに低下します。熱風は冷気よりも薄いため、空気密度も温度とともに低下します。
ほとんどの自然吸気エンジンは、75％から85％のピーク体積効率しか達成しません。
スモールブロックまたはビッグブロックのシェビー、フォード、またはクライスラーエンジンは、通常、シリンダーあたり2つのバルブと固定バルブタイミングに制限されていますが、後期モデルのエンジンで作業している場合は、シリンダーあたり複数のバルブと可変バルブタイミングが呼吸効率の向上に役立ちます。
自然吸気エンジンの気流と体積効率を改善するためのその他の秘訣
•より高いリフト、より長い持続時間のカムシャフトを取り付ける。
•ストックヘッドを変更するか、バルブが大きくポートが優れたアフターマーケットパフォーマンスヘッドに交換します。
•より多くの空気をシリンダーに送り込むのを助けるために、より高くより長いランナーを備えたインテークマニホールドを取り付けます。
•より多くのCFM（立方フィート/分）を流すことができる、より大きなスロットルボディまたはキャブレター（または複数のキャブレター）を取り付ける。
•エアスクープまたはコールドエアインテークシステムを追加して、より低温で密度の高い空気をエンジンに送ります。
•シリンダーからの空気の流れを改善するのに役立つヘッダーとクロスオーバーパイプによる排気掃気の改善。
このような改善により、エンジンの体積効率を90％以上に高めることができます。しかし、100％以上の体積効率を達成するには（特により高いrpmで）、通常、ターボチャージャーやスーパーチャージャーなどのある種の過給機システムが必要です。
過給機
過給機システムは、より多くの空気をシリンダーに押し込むことにより、大気圧の制限を克服します。その結果、エンジンの出力は、それが得るブーストの量の関数になります。さらに、ブースト圧を上げると、空気の流れとエンジンの体積効率を制限する誘導システムとシリンダーヘッドの多くの欠陥が克服されます。
結局のところ、ターボまたはブロワーを使用してエンジンに空気を押し込む方が、吸気バキュームのみを使用して空気を吸い込むよりもはるかに簡単です。
比較的適度な量のブースト、たとえば6〜8 psiでも、過給機システムは、一般的なストリートエンジンの出力を150馬力以上に簡単に増やすことができます。
ブースト圧力を14〜16 psiに上げると、通常、ほとんどのエンジンの出力を2倍にすることができます。それをさらにクランクアップすると、レースに出かけます。次に、エンジンを構築して、何かを壊すことなく余分な電力を安全に処理できるようにすることが課題になります（これについては後ほど説明します）。
空気誘導の違い
ターボチャージャーは、高温の排気ガスを使用してタービンホイールを高速で回転させます。タービンホイールは、短いシャフトでコンプレッサーハウジング内のインペラーホイールに接続されています。インペラはターボハウジングに空気を吸い込み、圧縮してエンジンに押し込み、ブースト圧を発生させます。圧縮されると空気が熱くなるため、ターボを出る空気は通常、「インタークーラー」と呼ばれる空対空または空対水熱交換器を経由します。
ブースト圧力は、特定のレベルのブーストが達成されると圧力を排出するために開く「ウェイストゲート」によって制御されます。
ターボキットは多くの一般的なアプリケーションで利用可能であり、特定の車両に適合するために必要なすべてのハードウェアと配管を提供することにより、設置の問題を大幅に簡素化します。 ECMの再調整。
比較すると、過給は通常、使用される過給機のタイプに応じて、より瞬時のスロットル応答を提供します。スーパーチャージャーはベルト駆動のブロワーであるため、エンジンからの電力を吸収してブロワーを駆動するため、ターボよりも効率がやや劣ります。ターボは排気から無料で駆動エネルギーを取得しますが、ブーストを発生させてパワーを出し始める前に克服しなければならない少量のパワー低減背圧も生成します。
ZR1コルベット、GT 500シェルビーマスタング、ラウシュマスタング、および多くのストリートロッドのような「容積式」スーパーチャージャー（「ルーツ」スタイルのブロワーとも呼ばれます）には、エンジンに空気を送り込む逆回転ローブローターがあります。発生するブースト圧力は、エンジン速度とスーパーチャージャーのプーリーのアンダードライブ比によって異なります。
比較すると、「遠心式」スーパーチャージャーには逆回転ローターがありませんが、ターボチャージャーのインペラーホイールと同様のコンプレッサー設計を使用しています。ブーストはターボのようにrpmで構築されますが、ベルトドライブのセットアップによりスロットルレスポンスが向上します。
スーパーチャージャーキットは、多くの一般的なストリートエンジンで利用でき、通常、150〜200馬力以上のパフォーマンスを向上させます。これは、ほとんどのストックブロックで処理できます。ただし、より高いレベルのブーストでエンジンの信頼性を維持するには、追加の変更が必要になります。
ターボの故障とエンジンの問題
ターボチャージャーの故障は、多くの場合、潤滑不良またはオイルの故障が原因です。ターボエキゾーストハウジングの高温は、センターハウジングのシャフトベアリングに多くの熱を伝達します。ターボハウジングへのクーラントまたはオイルの供給が制限または失われると、ベアリングの故障を引き起こす可能性があります。合成油は、従来の油よりも高温に対応できるため、ターボエンジンに推奨されます。定期的なオイル交換も必須です。
ターボチャージャーは圧縮と出力を増加させるため、エンジンの燃焼室内の熱と圧力も増加させます。これにより、ガスケットが余分なブーストを処理できない限り、ヘッドガスケットの寿命が短くなる可能性があります。
工場のターボチャージャー付きエンジンで使用される多くのヘッドガスケットは、多層鋼（MLS）です。 MLSヘッドガスケットは通常、3〜5層の鋼でできています。外層は通常、エンボス加工され、ある種の高温合成ゴムでコーティングされていますが、中央層は平らで、シムのように機能します。 MLSガスケットは、一般的なコンポジションヘッドガスケットよりも耐久性があり、ターボアプリケーションでのより高い温度と圧力に対応できます。アフターマーケットMLSヘッドガスケットは、多くの自然吸気エンジンや、MLSヘッドガスケットがない可能性のある古いターボチャージャー付きエンジンのヘッドガスケットを交換するためのアップグレードとして利用できることがよくあります。
元の機器のMLSヘッドガスケットは通常、シリンダーヘッドとエンジンブロックの両方に非常に滑らかな（30 RA以下）表面仕上げが必要ですが、ほとんどのアフターマーケットMLSガスケットには、2倍の粗さ（60 RA）の表面仕上げに対応できるコーティングが施されています。
エンジンの変更
ある種の電力加算器を使用する顧客向けにエンジンをカスタマイズする場合は常に、電力の増加に安全に対処するために、大幅なアップグレードまたは変更が必要になります。どの改造とどのくらいがエンジンとアプリケーションに依存します。ドラッグカーや他のタイプのレースカーに搭載されるエンジンは、シーズン中に多くのマイルを獲得できない可能性がありますが、それが実行するマイルは、高負荷の下でフルスロットルでハードマイルになります。一方、ストリートエンジンは、ほとんどの時間を比較的軽い負荷で実行し、最大の出力を生成するように求められることがまれにあります。しかし、それらは大きな問題なしに何万マイルも続くと予想されています。したがって、エンジンの耐久性は、両方のタイプのパワーアダーアプリケーションにとって同じように重要であると主張することができます。
パワーアダーを処理するために必要なアップグレードは、エンジンとエンジンが生成するように構築されたパワーレベルによって異なります。典型的なストリートアプリケーションでは、顧客が異常なレベルの電力を供給したい場合を除いて、通常、ストックピストン、ロッド、およびクランクシャフトの変更は不要です。ほとんどのストックブロックV8は、大きな問題に遭遇することなく、路上で150〜200馬力を安全に処理できます。
エンジンの出力が小さなブロックで約600hp、または大きなブロックで800 hpを超えると、パワーアダーでアップグレードが必須になり始めます。