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Nov 30, 2023

오늘날의 엔진에서 터보랙은 어떻게 되었나요?

터보차저 엔진을 생각할 때 가장 먼저 떠오르는 것은

터보차저 엔진을 생각할 때 가장 먼저 떠오르는 것은 터보랙이다. 터보랙은 스로틀 페달을 밟은 후 터보차저 또는 터보차저가 스풀링되어 부스트 압력을 생성하는 데 걸리는 시간입니다. 불과 10~20년 전을 되돌아보면 터보랙이 훨씬 더 흔하고 더 심각한 것처럼 보였습니다. 페달을 끝까지 밟고 5까지 세고 시계를 확인하면 마침내 부스트가 시작되는 것을 느낄 수 있을 것 같았습니다.

그렇다면 다음과 같은 질문이 제기됩니다. 오늘날 터보차저 엔진이 훨씬 더 흔해지면 터보 지연은 어떻게 된 것일까요? 수년간의 개발과 약간의 영리한 엔지니어링 덕분에 해결되었습니다.

자동차 제조업체가 배기가스 배출 및 연비 기준을 충족하기 위해 창의성을 발휘해야 한다는 것은 비밀이 아닙니다. 이러한 표준은 자동차 제조업체에게 실질적인 과제를 제시했으며 "고정관념에서 벗어나 생각"하도록 강요했습니다. 역사를 되돌아보면 우리는 도전을 회피한 적이 없습니다. 제2차 세계대전의 원자폭탄, 우주 경쟁을 종식시키기 위한 달 착륙 등 목록은 계속 이어집니다.

하지만 터보랙 문제를 해결하는 경우, 특정 발전 하나가 단순히 경주를 단번에 끝냈다고는 말할 수 없습니다. 대신, 많은 플레이어가 참여하여 모두 변화를 만들고 최종 솔루션을 향해 나아가는 데 오랜 시간이 걸렸습니다. 자동차 제조업체가 최신 엔진의 터보 지연을 해결한 몇 가지 방법을 살펴보겠습니다.

더 작은 엔진, 더 스마트한 부스트

어디를 봐도 엔진의 배기량이 작아진 것 같습니다. Ford에는 EcoBoost 4기통 및 V6 엔진이 있고, Nissan/Infiniti에는 3.0L VR 엔진이 있으며, Chevrolet은 최근 Silverado에 2.7L 터보를 제공하기 시작했습니다. 이러한 소형 배기량 엔진은 교체하는 엔진보다 더 나은 연비를 제공하지만 터보차징이 없으면 동일한 종류의 출력을 제공할 수 없습니다.

여기가 더 똑똑한 부스트가 작동하는 곳입니다. 더 작은 변위 엔진은 더 작은 터보를 사용하여 파워밴드의 간격을 채울 수 있습니다. 더 작은 터보는 더 빠르게 스풀링할 수 있어 응답성이 향상되고 전력 공급이 더 예측 가능해집니다. 최신 터보는 이전보다 엔진에 더 가깝게 장착됩니다. 이는 배기 가스가 연소실을 떠난 후에는 멀리 이동할 필요가 없으며 터보가 더 빨리 회전할 수 있음을 의미합니다.

현재 폭스바겐과 아우디가 제작하고 있는 1.8T와 2.0T 엔진을 살펴보자. 이 엔진은 배기 매니폴드가 통합된 실린더 헤드 설계를 활용합니다. 이는 배기 매니폴드가 실린더 헤드 주조의 일부이며 냉각 재킷으로 둘러싸여 있음을 의미합니다. 이 디자인에는 두 가지 주요 이점이 있습니다.

• 엔진이 차가울 때 뜨거운 배기가스는 엔진 냉각수를 예열하는 데 도움이 됩니다. 이는 HVAC 시스템이 차량 실내 난방을 훨씬 더 빨리 시작할 수 있고 엔진이 훨씬 더 빨리 작동 온도에 도달하여 유해한 배기가스를 줄일 수 있음을 의미합니다.

• 엔진이 작동 온도에 있을 때 엔진 냉각수는 배기가스 온도를 낮출 수 있습니다. 이는 엔진 제어 장치(ECU)가 더 낮은 공연비를 실행하고 촉매 온도와 성능을 최대화할 수 있음을 의미합니다.

VW와 Audi만이 통합 배기 매니폴드 설계를 사용하기로 선택한 유일한 자동차 제조업체가 아니라는 점은 주목할 가치가 있습니다. Ford는 1.0L 3기통 EcoBoost 엔진과 일부 4기통 및 V6 터보 엔진에 통합 배기 매니폴드를 사용했습니다. Honda는 Civic Type R에 이 디자인을 사용했고, Toyota(기술적으로는 BMW)도 새로운 Supra 엔진에 이 디자인을 사용했으며 목록은 계속 이어집니다. 통합 매니폴드를 사용하면 무게 감소, 공간 절약 등의 다른 이점도 있습니다.

더욱 스마트해진 부스트 제어

오래된 웨이스트게이트와 바이패스 밸브는 진공 제어식이었고 운전자 입력이나 운전 조건의 변화에 ​​반응하는 것이 다소 느렸습니다. 최신 장치는 전자적으로 제어되며 훨씬 더 정밀한 조정이 가능합니다. 진공 제어 솔레노이드와 다이어프램을 빠르게 작동하는 전자 액추에이터로 교체하면 ECU가 반응성이 아닌 부스트 제어를 통해 능동적으로 작동할 수 있습니다. ECU는 이 두 밸브를 작동하여 지연을 줄이고 터보 스풀을 유지하며 보다 일관되게 전력을 공급할 수 있습니다.