レーシングテクノロジーのほとんどの目的は、車をより速く走らせることです。当然のことです。しかし、必ずしも明確ではないのは、速度は通常、効率性の向上によって達成されるということです。だからこそ、元々モータースポーツ向けに開発された多くの技術革新が、公道を走るごく普通のストリートカーにまで浸透しているのです。例えば、ディスクブレーキは軽量化を犠牲にして制動力を高めています。燃料噴射装置は、ガソリンをより正確にシリンダーに供給することを可能にします。翼は気流を方向転換し、コーナリング時のグリップを向上させます。
ターボチャージャーは、このリストに比較的最近加わったものです。技術自体は1世紀近くも前に遡りますが、数十年の間、ターボチャージャーはレースでのみ有効だと考えられており、ストリートカーの世界に移行した際には、ほぼ高馬力のスポーツカーにしか搭載されていませんでした。現在、主要メーカーは、小型で燃費の良いエンジンを、日常使いのセダンや実用的なエコノボックスカーに搭載するための手段として、ターボチャージャーを採用しています。これは、運転の面でも満足度の高いエンジンです。
ターボチャージャーは、強制吸気と呼ばれる原理を利用しています。一般的に、エンジンのシリンダーに入る空気が多いほど、より多くのパワーが生成されます。自然吸気エンジンでは、ピストンが下がると、注射器に液体を吸い込むのと同じように、空気がシリンダーに吸い込まれます。技術者たちは早い段階で、燃焼室に空気を詰め込むことでパワーを劇的に向上できることに気付きました。そこで 1920 年代から 1930 年代にかけて、彼らはスーパーチャージャーと呼ばれる部品を開発しました。これは、ギア付き、またはベルトでエンジンに接続された空気圧縮機です。エンジンが回転すると、スーパーチャージャーはさらに高速に回転し、自然吸気エンジンでは処理できないほど多くの空気を吸気マニホールドに送り込みます。俗にブロワーとも呼ばれるスーパーチャージャーは、ドラッグ レースを席巻するトップフューエル カーやファニー カーでは今でも標準装備されています。
スーパーチャージャーの最大の欠点は、回転させることによってエンジンのパワーが奪われてしまうことでした。そこで、エンジンで送風機を回す代わりに、排気ガスを利用してタービンを回し、吸気マニホールドに空気を送り込むという画期的なアイデアを考案した優秀なエンジニアたちがいました。かつては排気ガスタービンスーパーチャージャーと呼ばれていましたが、この長い言葉はずっと後にターボチャージャーに短縮されました。仕組みを紹介する動画はこちらです。
概念的には、ターボチャージャーは考えるまでもなく、無駄のない解決策のように思えます。しかし、ターボチャージャーには特有の欠点があります。まず、ターボチャージャーは大量の熱を発生します。初期のターボチャージャーは、エンジンを停止する前に適切に冷却しないと溶けてしまうことがありました。次に、タービンが回転し始めるまでに時間がかかるため、ペダルを踏んでからエンジンが出力を出し始めるまでに、ターボラグと呼ばれる顕著な遅延が発生します。つまり、ターボチャージャーは低速で比較的一定の回転数で回転するエンジンで最も効果を発揮します。そのため、第二次世界大戦前のレースの世界ではスーパーチャージャーが主流でしたが、高高度を飛行する航空機の多くにもターボチャージャーが搭載されていました。この陸軍航空隊の訓練用ビデオでは、技術的な詳細がいくつか紹介されています。
戦後、エンジンメーカーは、商用トラックに搭載されている低回転・高負荷エンジンにはターボが最適であることに気付きました。この新技術を普及させるため、カミンズはインディ500用にターボチャージャー付きディーゼルエンジンを開発し、1952年の予選でポールポジションを獲得しました。インディは、コースの高速性によりターボラグが問題とならず、ターボチャージャー付きエンジンに最適なコースであることが証明されました。ターボチャージャーのおかげで、基本構造が大恐慌時代にまで遡る由緒あるオフェンハウゼン製エンジンは、1968年のインディで優勝を果たし、その後1976年までブリックヤードで勝利を続けました。翌年、ルノーはF1に初のターボチャージャー付きエンジンを導入しました。その2年後、ルノーは初のグランプリ優勝を果たし、1970年代末までにはターボチャージャーはF1の標準装備となりました。最高出力 1,400 馬力のこのモンスターの 1 台の実際の動作をご覧ください。
残念なことに、ターボチャージャーをサーキットで大成功を収めさせた特性は、日常の運転にはうまく適応できませんでした。GMは1960年代にシボレー・コルヴェアとオールズモビル・ジェットファイアのターボチャージャー付きバージョンを販売しましたが、どちらも惨憺たる失敗に終わりました。1978年に発売されたメルセデス・ベンツ300TDターボディーゼルは、ターボチャージャーを搭載した最初の量産車として一般的に知られていますが、ターボチャージャーさえも慣れ親しむべきものでした。しかし、現代のターボチャージャーは非常に洗練されているため、ターボラグも過熱も大きな問題にはなりません。実際、今日のターボチャージャー付きエンジンを搭載した車を運転していても、ボンネットの下にブロワーが搭載されていることに気づかない人も多いでしょう。あるいは、そのエンジンに元々サーキットで実証された技術が搭載されていることに気づかない人もいるでしょう。
