ターボチャージャーは、IC エンジンの排気ガスからどのくらいの熱を抽出しますか?

内燃エンジンでは、ターボチャージャーが排気ガスから大量の熱を抽出してタービンを駆動し、吸入空気を圧縮します。抽出される熱の正確な量は、エンジンの設計、ターボチャージャーのサイズ、動作条件などのさまざまな要因によって異なります。ただし、一般に、ターボチャージャーは排気ガス中に存在する総熱エネルギーの最大 35% を抽出できると推定されています。

ターボチャージャー内の熱伝達プロセスの内訳は次のとおりです。

1. 排気ガスの流れ :エンジンからの高温の排気ガスは、ターボチャージャーのタービン ハウジングに送られます。

2. タービンブレード ：高速の排気ガスがタービンブレードに衝突し、タービンブレードが高速回転します。

3. 熱伝達 :タービンブレードが回転すると、対流と伝導によって排気ガスから熱を吸収します。この熱伝達プロセスにより、タービンブレードと周囲の部品の温度が上昇します。

4. シャフトの回転 ：タービンブレードの回転エネルギーはターボチャージャーのシャフトに伝達されます。

5. 圧縮空気 :シャフトの回転により、ターボチャージャーのもう一方の端にあるコンプレッサー ホイールが駆動されます。コンプレッサーホイールは吸入空気を圧縮し、その圧力と温度を上昇させます。

6. インタークーラー (オプション) :一部のターボチャージャー付きエンジンには、ターボチャージャーとエンジンの間にインタークーラーが装備されています。インタークーラーは圧縮空気を冷却して密度を高め、エンジンの性能を向上させます。

7. 排気温度の低下 :ターボチャージャーを通過した後の排気ガスは、通常、エンジンからの生の排気ガスに比べて温度が低く、エネルギー含有量が低くなります。

ターボチャージャーは排気ガスから熱を抽出する一方で、廃熱を利用して燃焼用の圧縮空気を生成することでエンジンの全体的な効率も向上させることに注意することが重要です。このプロセスにより、燃料効率が向上し、エンジンのパフォーマンスが向上します。