ご存知の通り、内燃機関は作動するために燃料と空気を必要とします。燃料は燃料タンクに貯蔵され、定期的に補充する必要があります。空気は周囲の大気から豊富に供給され、海面気圧で14.7 lb/pi2の圧力で供給されます。
これは非常にうまく機能しますが、エンジンに空気を押し込むために得られる圧力はこれだけです。西部の多くの州にある高山峠でコンチネンタルディバイドを登るときには、さらに少ない圧力（それに伴い出力も低下）しか得られません。
この圧力を上げることができれば。もっと多くの燃料と共に、車両のエンジンにもっと多くの空気を押し込むことができれば。ああ…スーパーチャージャー。これらの素晴らしい装置は、車のエンジンの吸入システムにより多くの空気を圧縮し、適切な量の燃料と共にエンジンの出力を50〜75%向上させることができます。
スーパーチャージャーとは何でしょうか？スーパーチャージャー（時にブロワーやコンプレッサーとも呼ばれる）はどのようにして生まれたのでしょうか？スーパーチャージャーにはいくつの種類があるのでしょうか？これらの質問に答えていきましょう。
スーパーチャージャーとは？
スーパーチャージャーは、エンジン（または電気モーター）によって駆動され、エンジンへの空気の流れを増加させ、それによってそのエンジンの出力を向上させる装置です。自動車、トラック、そしてそう、航空機を推進させるための内燃機関の開発の初期段階から、スーパーチャージャーはその歴史の一部となっています。
その理由は非常に明白です。過給は、2ストロークであれ4ストロークであれ、ガソリンエンジンであれディーゼルエンジンであれ、ほとんどすべての内燃機関設計の出力を大幅に増加させる比較的簡単な方法です。どのような実用的なエンジニアや熱心な車所有者が、そのような誘惑に抵抗できるでしょうか？
スーパーチャージャーの種類、それらがどのようにして生まれたか、そしてどのようにしてエンジンへの空気の流れを大幅に増加させるかを見てみましょう。
スーパーチャージャーの種類
#1 – ルーツブロワー
ほとんどの人々の交通手段が大きな四足動物の力を必要としていた時代に歴史をさかのぼりましょう。1860年、ルーツ兄弟は溶鉱炉や他のいくつかの用途向けに機械式換気装置を設計し特許を取得しました。これは比較的効率的な容積式送風機を構築する最初の試みの一つでした。
それは、平行軸に取り付けられた2つの三つ葉ローブホイールを使用しました。それは大量の空気を移動させるのに非常に効果的であることが証明されました。
ルーツ送風機は急速に進歩し、1885年頃にゴットリープ・ダイムラーによって特許取得されたエンジン設計に初めて登場しました。量産車でのその使用は、メルセデスによって製造されたドイツの高級車で1921年頃に初めて起こりました。
これらの初期のスーパーチャージャーは、当時のエンジンに他の変更をほとんど加えることなく、エンジン出力を30〜40%も増加させることができることが証明されました。
ダイムラーの設計は、すぐにストリート車両とレース車両で人気になりました。メルセデス、アルファロメオ、ブガッティは、この技術を使用したレースでの成功を思い起こさせます。
ルーツ送風機の設計は、主に1930年代後半の2ストロークディーゼルトラックエンジン向けにゼネラルモーターズ（デトロイトディーゼル）によって改良されました。これらのブロワーはその後、しばしば自動車レースエンジンに適用されました。
そのような応用は今日でも広く見られます。例えば、ドラッグストリップでは、巨大なエンジンの上にルーツ型スーパーチャージャーを搭載したドラッグスターを見かけるのが一般的です。
#2 – スクリューコンプレッサー
ルーツ兄弟が切り開いた道に続いて、1878年、ドイツの設計者ハインリヒ・クリーガーがスクリューコンプレッサーの特許を取得しました。ルーツ送風機と同様に、2本の平行軸を使用しましたが、そのローターのスクリュー形状により、はるかに高い昇圧を生み出すことができました。
しかし、製造の複雑さにより、その広範な産業および自動車用途は数十年間遅れました。
1930年代半ば、スウェーデンのエンジニア、アルフ・リショルムは、スクリュー設計のコストを削減する重要な製造技術をもたらしました。このタイプのコンプレッサーはすぐに、空調の世界や、高効率の高圧出力が要求される他の産業でニッチを見つけました。
自動車の世界では、スクリューコンプレッサーは今日、時にツインスクリュースーパーチャージャーと呼ばれます。
#3 – 遠心式スーパーチャージャー
3番目のタイプのスーパーチャージャーは遠心式です。1900年代初頭、フランスの設計者ルイ・ルノーは、自動車用途向けの最初の遠心式スーパーチャージャーの特許を取得しました。約3年のうちに、アメリカのレーシングカービルダー、リー・チャドウィックはルノーの設計を採用し、3段（3つのローター）を積み重ね、強力なヒルクライムレーシングカーを運転する成功したキャリアを開始しました。
今日の遠心式過給機は、渦巻き状のハウジング内に取り付けられた複雑な曲線ブレードを備えた単一のタービンのみを使用します。空気はハウジングの中心近くでインペラに入ります。回転するブレード付きホイールは、空気の速度を増加させながら、それをハウジングの外側の通路にスリングします。
その後、空気は直径が増加するディフューザーを通って流され、流速を遅くし圧力を高めます。この高圧空気はその後、吸入システムを通ってエンジンに強制送りされます。
このタイプのスーパーチャージャーの主な利点は、その比較的単純さです。基本的に可動部品は1つだけ、インペラです。インペラは比較的大きなクリアランスを持つハウジング内で回転するため、その製造コストは合理的に低くなります。
これらすべてのタイプのスーパーチャージャーは、エンジンによって直接駆動されます。ギア駆動システムまたははるかに単純なベルト駆動を使用すると、スーパーチャージャーの速度、したがって過給圧がエンジン速度の増加に比例して増加します。
エンジンへの出力圧力は、過給圧を逃がす必要があるときに開くバイパス弁の使用により、ドライバーの動力需要に応じて変化することができます。これらのスーパーチャージャーからの空気流量出力は、車両のパワートレイン制御モジュール（PCM）によって燃料噴射流量と連動して調整されます。
過給技術の恩恵を受けた量産自動車には、パクストンブロワーを使用した1950年代初頭の歴史的なスタッドベイカー、フォードシェルビーマスタング、そして人気のあるミッドエンジン自動車のダッジが含まれます。
コンパクトなスクリュースーパーチャージャーを使用して、ダッジのストリート車両の一部は簡単に800 BHP以上を生み出します。これらの驚くべき車のいずれかを運転する際には、注意深い右足が必要です。
#4 – 電動スーパーチャージャー
登場しつつある4番目のタイプのスーパーチャージャーは電動式です。上記の3つのブロワー構成のそれぞれは、高効率の永久磁石DCモーターによって駆動することができます。この配置により、過給速度は車両のPCMによってエンジンの空気需要に継続的に調整されることができます。
スーパーチャージャーの内部部品を回転させる電気モーターは、機械駆動で使用される複雑なベルトやギアよりもはるかに単純な駆動システムです。これは、従来の機械駆動式スーパーチャージャーと比較して、コスト削減と信頼性向上の可能性を秘めています。
過給が航空産業にどのように利益をもたらしたか
ドル単位ではコストがかかり、恐ろしい人的損失の点では悲劇的ですが、戦争は多くの技術進歩の試験場となってきました。過給についても同様です。
第二次世界大戦では、高高度に到達できる航空機の必要性が高まりました。通常吸気のピストンエンジン航空機は、20,000フィートをはるかに超える希薄な空気中では効率的に作動できませんでした。
スーパーチャージャーは、これらの戦時中の