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エンジンテクノロジー超基礎講座022｜ウェイストゲート（Waste Gate ）は何をする？ターボチャージャーの運転状態を制御

TOPPER編集部

公開日：2023.04.19

更新日：2023.04.19

写真中央で開いているのが今回のテーマ「ウェイストゲートバルブ」

F１用エンジン（1980年ルノー・EF1型）。ウェイストゲートはタービンハウジングとは独立した別ユニットで、エキゾーストマニフォールドから分岐した専用のパイプを介して排ガスを逃す。かつてはウェイストゲートといえばこのユニットを指すものだった。

トヨタ8AR-FTS型に採用されるターボのターボのタービンアウトレット（出口）部。二系統の排ガス流路から、合流することなくバルブ部分まで導かれるポートの開口部が上下に並ぶ（写真では下側のポート部分が展示用に一部切り開かれている）。

トヨタ8AR-FTS型に採用されるターボ。二系統の独立した排ガス流路を持つツインスクロールタイプ。コンプレッサー側に取り付けられるデバイスはサージングを抑制するためのバイパス制御用。

ウェイストゲートバルブが開いた状態。この状態では排ガスがタービンに向かうことなくウェイストゲートポートを通ってアウトレット部に導かれる。排ガスはタービンを駆動することなく捨てられることとなる。

上の写真のターボでは、触媒の早期活性化を狙い、冷間時に50度もの大開度でウェイストゲートバルブを開く。グラフは触媒の温度上昇を示したもの。

制御に用いられるのはこのような電動アクチュエーターだ。

空圧式アクチュエーター | ターボのコンプレッサーによって加圧された空気の圧力（過給圧）をウェイストゲートの制御に用いるアクチュエーター。制御対象である過給圧を用いるという方法は単純だが確実でもある。

空気の圧力によって駆動するアクチュエーターにソレノイドバルブを追加したもの。内部のダイヤフラムに加わる圧力の伝達を制御することで、ウェイストゲートの開閉をデジタル的なオンオフ制御とすることが可能となる。

電動アクチュエーター | 近年、増えている電動式アクチュエーターを用いたウェイストゲート制御。ブースト圧に頼ることなく自由な制御が可能となることから、ブーストのかからない低負荷時にもゲートを開けるアクチュエーター（空圧式）ことができるようになった。

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