解決済みの質問

インタークーラーの設置位置について

先日、インタークーラー付きターボ車を新車で購入しました。前車もインタークーラー付きターボ車だったのですが、その車のインタークーラーはエンジン上部に位置し、それを冷却するためにボンネットには大きなダクトが開いていました。今度の車はラジエターの前に位置していますので当然ながらダクトなどありません。インタークーラーの位置はどこが最適なのでしょうか？フロントに置くほうが走行風でよく冷えると思えます。なぜ、エンジン上部に置く車もあるのでしょうか？

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質問日時：

2011/6/22 08:17:36
解決日時：

2011/6/28 06:51:43
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ベストアンサーに選ばれた回答

e60fuenfer1さん

インタークーラの搭載位置は、下記３点を考慮して決められます。なおここでは、日本で一般的に使われている「空冷インタークーラ」について説明し、「水冷タイプ」については触れませんので、ご了解ください。

★冷却熱量の大きさ … 大きいとラム圧（走行風による圧力）のあたるところにします
★エンジン搭載サイズ … 水平対抗エンジンでは、エンジン上部に空間があるため、ここに配置される場合があります
★ボンネット（エンジン・フード）高さ … 高さがあるほど、エンジン上部に配置しやすくなります

------------------

●冷却熱量が大きいのはどこか
熱量が大きい順に並べると次のようになります

(1) コンデンサ、ラジエータの前に重なるように … 前面面積はコンデンサとほぼ同じ大きさに
(2) コンデンサ、ラジエータの下部に … コンデンサやラジエータの高さを100mm程度減らし、その下に横長に配置
(3) コンデンサ、ラジエータの横に … コンデンサやラジエータの横方向長さを200mm程度短くし、その横に縦長に配置
(4) 前輪ディスクブレーキの空気取入口に配置（両サイドに） … 200mm×200mmを2枚配置
(5) ボンネット下に

●理由
インタークーラの放熱量が大きい条件は、高速走行時と高速登坂走行時です。欧米では、これに牽引走行時も加わります。いずれも比較的、高い車速なので、走行風を上手に使うことで、冷却能力を向上できます。
車両前面、つまりコンデンサやラジエータが位置している場所がいちばん走行風の圧力が高いところです。実際、車両の上下方向の淀み点は、コンデンサのほぼ中央に配置されます。
上記の(1)から(4)の順番は、走行風の圧力が高く、しかも面積が広く取れる場所の順序になっています。一方、(5)のボンネットは、あまり走行風の圧力が高くない場所です。2000年、オペルがフルーエントという流体解析（CFD）ソフトを使って解析した車体表面の圧力分布を下記URLで示します。

http://ansys.jp/news/images/pdf/news_sp01/news_sp01_1.pdf

ここで注意していただきたいのは、車体表面の色（圧力分布）と流線の色（速度分布）です。流線の色に惑わされないようにしてください。さて車体の前部から見ていきましょう。

フロントグリル、つまりコンデンサやラジエータの前は「赤～黄色」になっています。つまり圧力（正圧）の高い状態になっています。フロントグリルからボンネットへ移行するところは青くなっています。つまり負圧のいちばん強い状態（車体内部から、車体外部へ出て行くような圧力）になっています。ボンネットを車体後方に移動していくと、徐々に青→水色→緑色→黄色と変化していきます。つまり負圧から正圧に変化していきます。

この図を見ると、フロントグリルが一番、高い圧力（赤色）をしており、ボンネットの中央付近（緑色）は、それほどでもないことが、おわかりいただけるでしょう。

●どうしてボンネット位置から吸い込んでも冷却できるか
結論からいえば、エンジンの出力が小さく（せいぜい300馬力程度）、必要な冷却能力が小さいからです。おそらく10kWもないでしょう。もし20～25kWも要求される場合には、フロントグリル（コンデンサやラジエータの前）に配置しないと、まったく無理です。

ボンネット位置に配置すると、コンデンサやラジエータの冷却性能の低下が防止できます。このため、ボンネット下に余裕空間があり、しかもインタークーラの冷却能力が、それほど大きくなければ、ボンネットから吸気できるのでしょう。

●まとめ
通常は開口部がないボンネットに穴があいていると、いかにも高性能のエンジンが搭載している感じがします。しかし実際は、エンジン・コンパートメント（エンジンルーム）内のいろいろなレイアウトで、ボンネット下部に隙間があるために、インタークーラを収納するばあいだけではありません。高性能エンジンでもないのに、ボンネットに開口部をもうけるのは、デザインが優先しているといえるでしょう。

簡単ですが、ご参考になれば幸いです。

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回答日時：2011/6/23 06:54:44

質問した人からのコメント

非常に詳しいご回答をありがとうございました。
また、他の皆さまもありがとうございました。参考になりました。
コメント日時：2011/6/28 06:51:43

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ベストアンサー以外の回答

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curumaさん

上置きのようにレスポンスと効率の為にパイピングなどは短い方が良いです。
前置きは容量が大きく取れて馬力アップが容易になるというメリットがあります。

スバルの場合水平対向エンジンならではの上置きメリットがあります。
横置きエンジンはスペースの関係で空気の抜けが悪いのですが水平対向エンジンなら上から入れた空気が下へスムーズに抜けていきます。

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回答日時：2011/6/22 13:44:52

egoiste_3さん

まずインタークーラーを上にする理由ですが、スペースの問題がもっとも大きいですね。
特に車体が小さければ小さい程、フロントエンドのスペースが狭いので置き場に困る。
ついで、パイピング事態は長ければ、折角過給しても、圧力損失で数％失われるのでそれを防ぎたい。
ただ、エンジン上部だと、ヘッドカバーの上に付くため、熱を吸収しやすく非常に効率が悪いです。

フロントに置くと冷えるというのは間違いないのですが、一つ忘れてはいけないのはサイズが違うという事です。
前置きICにするだけで、エンジン上部にあるのとでは1.5倍程度の面積を取る事が出来ます。

さて、エンジン上部に置く理由に戻りますが、ラジエーターの全面を大きくふさぐ形になるので、エンジンが冷えにくくなります。
そうなると、ラジエーターの仕事量を増やすため、ラジエーター容量の増やす必要が有りますが、これもエンジンスペースの都合上容易ではありません。
特に、小型車はFFの場合がおおく、エキマニとラジエーターが近い事もあり、熱害を受けやすいのです。

これらの複合的な要因から、エンジン上部に設置する方が簡易にターボ化できる事があります。
この場合であれば、NAエンジンのグレードと共通のラジエーターなどでも対応出来るため、作る側としては非常にメリットが大きいのです。

あと、強いて言うなら、フロントエンドに重たい物があると、車両バランスが非常に悪い事も挙げられます。

国産市販車で一番効率がいいのは、ニッサンの縦置き系(スカイラインやシルビア)のターンフロー型です。
パイピングが短く熱害を受けにくい部分にインタークーラーを設置できます。

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回答日時：2011/6/22 10:21:39

mul0さん

上置
・メリット
タービンまでのインテークパイプが短くなり、効率・レスポンスがよい。
ラジエターを妨げない。
・デメリット
エンジンに覆い被さる形になるので、エンジンのメンテナンス性は悪い
場所的にあまり大きいインタークーラーが置けない
エンジンフードに、空気を取り入れるための吸い込み口が必要なので、空気抵抗が悪くなる

前置
・メリット
風が当たりやすいので冷えやすい
上置より大型のインタークーラーを設置しやすい
・デメリット
ラジエターの前に来るので、水温がやや上がりやすい。
タービンまでのインテークパイプが長くなり、効率・レスポンスが悪い。
ナンバープレートで空気抵抗を受けやすい。その為、ランエボは純正、チューニングカーは自分で横にズラしている。人によってはこれが改造車みたいでかっこ悪いという人もいる。
前からぶつかったときにいち早く破損しやすい。

中置
一般的にはありません。チューニングカーであります。
ラジエターの後ろに置きます。
水温を下げる効果の為にラジエターを前に出します。
インテークパイクがやや短くなるので、効率が良くなる。

公道走行ではあまり変わりはないです。

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回答日時：2011/6/22 10:05:45

ss_turbo1800さん

例えばWRCなどではすべて「前置き」でした。

市販車で上部にインタークーラーを備えていたインプレッサも、インタークーラー位置変更が可能になったWRカーになると、速攻でランサーと同じ前置きに変更してます（ボンネットダクトは実はダミー）

市販車ではそこまで違いはないと思いますが（エンジンルーム内のスペースが大きいのでは？）、競技レベルとなると効率がいいのは上記のとおりかと思います。

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編集日時：2011/6/22 09:44:02
回答日時：2011/6/22 09:42:05

zgmfx56seraさん

考え方の違いです
パワーを出すなら冷却がメインとなって前置きになり、レスポンスをまず求めるならインプレッサみたいにエンジン上部になるんですよ
パイピングは短ければ短いほどレスポンスが向上します

ようはどこで妥協するかですよ