インタークーラーとは?

インタークーラーの役割は?水冷式やターボとの関係も解説

インタークーラーの役割、ターボチャージャーとの関係性や、エンジン出力に与える影響を解説します。スバルやメルセデスベンツなど国内外のメーカー別、搭載車種や技術力、「空冷」「水冷」方式の仕組みや冷却方法の違いについての情報も扱います。

インタークーラーの役割は?水冷式やターボとの関係も解説

インタークーラーの役割と「水冷」「空冷」方式の仕組みと違いについて

ターボチャージャーとセットでエンジンルームに組み込まれる事が多い、インタークーラーの役割を紹介します。また、水冷式と空冷式の仕組みとその違い、スバルやフォルクスワーゲンなどインタークーラーの設置に積極的なメーカーの技術力についても解説します。

インタークーラーには高温なった空気を冷やす役割がある

ターボエンジン搭載車のインタークーラーインタークーラーは過給機により熱くなった空気を冷やす役目をする

インタークーラーは日本語に訳せば、中間冷却器です。ターボチャージャー(過給器)とエンジンとの間に設置されます。インタークーラーは、過給器が吸い込んで、コンプレッサーによって圧縮され高温となった空気を冷やす役割を果たします。

エンジン出力をアップするためには、大量の空気(低密度)が必要です。ノーマルエンジンでは、排気量以上の空気は吸い込むことはできないため、通常よりも多くの空気を取り込み、燃料と空気から得られる爆発エネルギー増やすために、ターボチャージャーを設置します。

ターボチャージャーは、排気ガスを利用して、タービンを回し、コンプレッサーを作動して空気を圧縮します。空気は、圧縮されると分子運動が活発化するため、高温状態になります。

高温状態のままで空気が、エンジンへ送られてしまえば、ノッキング現象(異常燃焼)が起こりやすくなり、エンジン出力が低下します。そのために、インタークーラーを設置して高温となった空気を冷やします。

つまり、インタークーラーを設置することで、ターボチャージャーが本来の効果を発揮でき、エンジン出力は大幅にアップします。

インタークーラーには「空冷式」と「水冷式」がある

インタークーラーには、空冷式と水冷式の2タイプがあります。それぞれが、高温となった空気をどのような仕組みで冷却するのかを解説します。また、その冷却方式を採用する代表的な車も紹介します。

空冷式は走行中の車が受ける風の力を利用する

空冷式は、走行中の車が受ける風の力を利用して、高温となっている空気を冷やします

空冷式には、構造がシンプルで、低コスト、スピードが上がるほど冷却作用が強まるという特徴があります。デメリットは、冷却作用を強めるためにはサイズが必要であり、エンジンルーム内での設置場所が限られるという事です。

スバルはインタークーラーをエンジン上部に配置する

スバル インプレッサのエアインテークスバルはボンネット上にエアインテークを設けて冷たい空気を送り込む

スバルは、インタークーラーをエンジン上部に配置します。その理由には、スバルが長年こだわる水平対向エンジンが大きく関わります。

水平対向エンジンには、縦サイズよりも横サイズの方が、比率が大きいという特徴があります。そのため、エンジン上部の方にインタークーラーを設置するのに適したスペースが生まれます。

WRX STIやレヴォーグなどのスバル車は、ボンネットに大きなエアインテークを設けて、インタークーラーに冷たい風を送りこむ、冷却システムを採用します。

レヴォーグ 2.0STI Sport EyeSightのスペック
全長 4,690mm
全幅 1,780mm
全高 1,490mm
ホイールベース 2,650mm
エンジン FA20 DOHC16バルブデュアルAVCS直噴ターボDIT
総排気量 1.998L
最高出力 221kW/5,600rpm
最大トルク 400Nm/2,000~4,800rpm
燃費 13.2km/L
メルセデスベンツ・Aクラスはエンジン前方にインタークーラーを配置する

メルセデスベンツ・AクラスのエクステリアAクラスはフロントグリルからインタークーラーへ送る空気を取り込む

メルセデスベンツ・Aクラスでは、エンジン前方部に空冷式インタークーラーを配置します。

Aクラスのように、前方部に空冷式インタークーラーを配置する車は、温まった空気を冷やすのに利用する風を、フロントグリルから取り込みます。

メルセデスベンツ「A180 AMG スタイル」スペック
全長 4,355mm
全幅 1,780mm
全高 1,420mm
ホイールベース 2,700mm
エンジン DOHC直列4気筒ターボチャージャー付
総排気量 1.595L
最高出力 90kW/5,000rpm
最大トルク 200Nm/1,250~4,000rpm
燃費 17.8km/L

水冷式はエンジンの冷却水を利用する

水冷式は、エンジンの冷却水を利用して、高温となった空気を冷やします。水冷式は、トヨタのC‐HRや、VW(フォルクスワーゲン)のTSIエンジンで採用されます。

水冷式には、低速域でも空気を冷やす、コンパクト化できるといった特徴があります。デメリットは、冷却水の温度以下には空気の温度を下げられない、製造コストが高いという事です。

コスト面や冷却水の影響を受けやすい短所は、エンジン冷却系統から独立させた、インタークーラー専用のラジエーターを設置する事で解決されます。

トヨタC‐HRは水冷式インタークーラーを搭載する

幹線道路を走るガソリンエンジンのC-HRC-HRのようなスペースが限られるコンパクトカーは水冷式インタークーラーを採用している

水冷式インタークーラーは、空冷式よりもサイズがコンパクトであるため、エンジンルームスペースが限られるコンパクトカーに適しています

トヨタを代表するコンパクトSUVであるC-HRは、ガソリン車モデルで、直列4気筒DOHCインタークーラー付ターボエンジンを搭載し、クラストップレベルの高出力を実現します。

C-HR G-Tグレードのスペック
全長 4,360mm
全幅 1,795mm
全高 1,565mm
ホイールベース 2,640mm
エンジン 8NR‐FTS 直列4気筒DOHCインタークーラー付ターボ
総排気量 1.196L
最高出力 85kW/5,200~5,600rpm
最大トルク 185Nm/1,500~4,000rpm
燃費 15.4km/L
フォルクスワーゲンは主力車種ゴルフで水冷式インタークーラーを採用する

フォルクスワーゲンの主力車種ゴルフ走行性能の高いゴルフは安定して冷却できる水冷式インタークーラーを搭載

フォルクスワーゲンは、主力車種ゴルフで「直噴+過給」システムにより、優れた環境性能とハイレベルなスポーツ走行を実現するTSIエンジンを搭載します。

同社は、TSIエンジンの特徴である低回転域からパワフルな走りと、素早いレスポンス性をサポートするために、水冷式インタークーラーを採用します。

ゴルフ TSI Trendlineのスペック
全長 4,265mm
全幅 1,800mm
全高 1,480mm
ホイールベース 2,635mm
エンジン CJZ 直列4気筒DOHCインタークーラー付ターボ(4バルブ)
総排気量 1.197L
最高出力 77kW/5,200~5,600rpm
最大トルク 175Nm/1,400~4,000rpm
燃費 19.1km/L

ダウンサイジングターボ普及によってインタークーラーのニーズは高まる

国内外の自動車メーカーは、ガソリン車でさらなる低燃費を実現するために、エンジンの排気量を減らしながらも、ターボチャージャーの搭載によって動力性能を確保する「ダウンサイジングターボ」方式を採用します。

エンジンにターボシステムを組み込む車には、インタークーラーは必ずしも必要という訳ではありませんが、ターボ本来の設置効果を期待するのなら、インタークーラーの搭載が望まれます。

自動車には、高い環境技術が求められるようになってきました。その環境技術の一つであるダウンサイジングターボを採用する車は増えています。そのため、インタークーラーのニーズも高まっています。