[돌비] 자동차 터보차저(Turbocharger) 와 인터쿨러(Intercooler)

https://www.flickr.com/photos/siritho/38812179701

 

 

위 사진은 터보차저(Turbocharger)입니다. 일반적으로 터보라고 부릅니다. 보통 엔진의 출력을 높이기 위해 장착하고 있습니다.

 

요즘차들의 사양을 보시면 배기량은 낮은데 출력은 높은 차량이 많습니다. 그런 차량들을 보시면 다 터보차저가 달려있다고 보시면 됩니다.

 

그럼 터보만 장착하면 출력이 올라가나? 그렇지 않습니다. 터보를 장착하시면 필수적으로 인터쿨러(Intercooler)를 장착하셔야 합니다.

 

왜 필수적으로 장착해야 하는 걸까요 간략하게 설명드리면 터보는 공기를 압축하는 역할을 합니다. 공기를 압축하게 되면 공기가 뜨거워집니다. 공기가 뜨거워지면 밀도가 작아지므로 냉각을 시켜야 합니다.

 

공기를 냉각시키는 장치가 인터 쿨러입니다. 아래 사진의 맨 앞에 달려있는 은색의 장치가 인터 쿨러입니다.

 

https://www.flickr.com/photos/seneb/2218549439

 

그럼 이제 터보 차저와 인터쿨러에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

 

자동차 터보차저(Turbocharger)는 엔진의 효율을 향상시키고 출력을 높이기 위한 장치로 사용됩니다. 터보차저는 엔진에 공기를 더 많이 공급하여 연소 과정을 최적화함으로써 엔진의 성능을 향상시킵니다. 아래는 터보차저의 기본 원리에 대한 간단한 설명입니다.

1. 공기 흐름: 터보차저는 엔진이 흡기하는 공기의 양을 늘리기 위해 사용됩니다. 엔진은 공기를 흡입하여 이를 연소에 사용하므로, 더 많은 공기는 더 많은 연소 및 연료 투입을 의미합니다.

2. 압축: 터보차저는 엔진의 배기가스를 이용하여 작동합니다. 엔진에서 나온 배기가스는 터보차저의 터빈을 회전시킵니다. 이 회전운동은 터빈과 연결된 컴프레서를 회전시키고, 이는 대기 중인 공기를 압축합니다.

3. 압축된 공기: 압축된 공기는 연료와 혼합되어 연소됩니다. 압축된 공기는 더 많은 산소를 담고 있으므로, 연소과정이 더욱 강력하게 이루어져 더 많은 에너지를 발생시킵니다.

4. 출력 향상: 압축된 공기와 연료의 혼합물은 엔진의 실린더로 향하게 되고, 연소과정을 통해 생긴 가스는 실린더를 밀어 엔진을 움직이게 합니다. 이로써 엔진의 출력이 향상되고, 자동차의 가속성능과 전체적인 성능이 향상됩니다.

터보차저는 주로 고성능 엔진이나 연비를 향상시키기 위한 소형 엔진에서 사용됩니다. 그러나 터보차저는 엔진에 추가적인 부하를 주고, 가끔 터보 레그와 같은 현상이 발생할 수 있으므로, 잘 설계되고 유지보수되어야 합니다.

 

728x90

728x90

 

자동차 인터쿨러(Intercooler)는 엔진에서 생성된 공기를 냉각하는 장치로, 터보차저와 함께 사용되어 엔진 성능을 최적화하는데 기여합니다. 인터쿨러의 주요 목적은 공기를 냉각하여 더 밀도 높은 공기를 엔진으로 공급하여 연소 효율을 높이고 성능을 향상시키는 것입니다. 아래는 인터쿨러의 기본 작동 원리에 대한 설명입니다.

1. 열 확장: 터보차저에서 압축된 공기는 압축과정에서 열이 발생합니다. 이 압축된 열을 가진 공기가 실린더로 들어가면, 연소 과정에서 발생하는 열과 합쳐져 엔진 내부 온도가 높아집니다.

2. 밀도 감소 방지: 높은 온도의 공기는 상대적으로 낮은 밀도를 가지고 있습니다. 낮은 밀도의 공기는 연소 과정에서 적은 양의 연료와만 혼합되므로 효율이 감소할 수 있습니다. 인터쿨러는 이러한 밀도 감소를 방지하기 위해 열을 제거하고 공기를 냉각하는 역할을 합니다.

3. 냉각 과정: 인터쿨러는 터보차저에서 나온 고온 공기를 통과시키면서 열을 흡수하고 공기를 냉각합니다. 주로 인터쿨러 내부에는 냉각재(일반적으로는 냉각 수를 사용)가 사용되어 열을 흡수하고 냉각을 도와줍니다.

4. 밀도 증가: 냉각된 공기는 밀도가 증가하게 되어 엔진으로 공급됩니다. 밀도가 높은 공기는 실린더 내에서 더 많은 양의 연료와 혼합되므로 더욱 강력하고 효율적인 연소를 유발합니다.

5. 성능 향상: 냉각된 밀도 높은 공기는 엔진 성능을 향상시키고 연소 효율을 높이며, 결과적으로 자동차의 가속성능과 연비를 향상시킵니다.

인터쿨러는 주로 터보차저와 함께 사용되지만, 일부 차량에서는 슈퍼차저 등 다른 고성능 시스템과도 연계하여 사용될 수 있습니다.

 

 

터보차저는 장점이 많지만 단점 또한 많습니다. 터보차저의 문제점에 대해서 알아보도록 하죠.

 

자동차 터보차저는 성능을 향상시키는 데 도움을 주지만, 몇 가지 잠재적인 문제점이 있을 수 있습니다.

아래는 일반적인 터보차저의 문제와 이에 대한 주요 관리 및 유지보수 측면을 설명합니다.

1. 터보 레그(Turbo Lag): 터보차저는 엔진의 배기가스를 이용하여 작동하기 때문에 일정 RPM(회전 속도) 이상에서부터 터보가 작동하기 시작합니다. 이로 인해 저 RPM 범위에서는 터보의 효과를 느리게 느낄 수 있는데, 이를 터보 레그라고 합니다. 최신 기술의 터보는 이러한 레그를 최소화하려는 노력이 있습니다.

2. 내부 손상 및 열 문제: 터보차저는 높은 열 및 회전 속도로 작동하므로 내부에서 발생하는 열 문제가 있을 수 있습니다. 높은 온도는 터보차저의 내구성을 감소시키고 부품의 손상을 유발할 수 있습니다.

3. 오일 공급 문제: 터보차저는 충분한 오일 공급을 필요로 합니다. 부족한 오일 공급은 터보차저의 내구성을 감소시키고 오일 누출이 발생할 수 있습니다. 정기적인 오일 교환 및 시스템 확인이 필요합니다.

4. 더스트 및 오염물질: 공기 중의 먼지 및 오염물질이 터보차저에 흡입되어 내부 부품에 손상을 입히고 효율을 감소시킬 수 있습니다. 공기 필터의 교체 및 정기적인 청소가 필요합니다.

5. 과도한 압력 및 열 악영향: 터보차저가 생성하는 과도한 압력은 실린더 및 연료 시스템에 부하를 줄 수 있습니다. 또한, 고온의 공기가 엔진에 유입되면 실린더 온도가 증가하여 연소 효율이 저하될 수 있습니다.

6. 오일 쿨링 문제: 터보차저는 내부에 오일 쿨링 시스템을 갖고 있어야 합니다. 오일 쿨러의 문제나 오일 쿨링 부품의 고장은 터보차저의 내구성을 감소시킬 수 있습니다.

정기적인 점검, 유지보수, 그리고 적절한 운전 습관을 유지함으로써 터보차저의 문제를 최소화할 수 있습니다.