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터보차저는 자동차 및 산업용 엔진에서 출력과 효율성을 크게 증가시킵니다. 터보차저는 더 많은 공기를 연소실로 밀어넣어 더 많은 연료를 태울 수 있도록 하고, 결과적으로 엔진 크기를 약간 늘리는 것만으로도 더 많은 말력(horsepower)을 얻을 수 있습니다. 센트리는 터보차저의 종류에 대해 깊이 탐구하고 각 산업에서 어떤 유형이 가장 효과적으로 사용될 수 있는지를 검토합니다.
소개
터보(또는 터보차저)는 배기 가스를 이용해 터빈을 회전시키고, 이를 통해 압축기를 구동하여 실린더 헤드로 들어가는 공기량을 증가시키는 강제 흡기 시스템입니다. 따라서 이 기술은 다양한 성능 수준과 다양한 유형의 기술을 지원하도록 발전했습니다. 엔지니어, 기계사 또는 취미인 누구에게나 서로 다른 클래스와 그 목적에 대한 기본 지식은 중요합니다.
터보차저의 종류
싱글 터보차저
표준 싱글 터보: 가장 일반적인 유형의 터보차저로, 많은 디젤 차량에서 사용되며 매우 간단한 설계로 제조, 설치 및 진단이 용이하고 비용 효율적입니다. 종종 경형 차량과 소형 엔진에 사용됩니다.
일반적으로 싱글 터보에는 오버부스트(엔진을 망치는 현상)를 방지하기 위해 배기 가스를 분산시켜 압력을 조절하는 웨이스게이트가 포함됩니다.
트윈 터보차저
동시 작동 병렬 트윈 터보 → 두 개의 터보가 함께 작동 → 더 선형적인 파워 전달 및 적은 랙 → 성능용 최적
순차식 트윈 터보 — 저 회전수에서는 하나의 터보, 고 회전수에서는 두 개의 터보 작동으로 속도 저속 토크와 고속 파워를 제공합니다.
트윈-스크롤 터보차저
이 유형의 터보차저는 배기 가스를 두 개의 독립된 스크롤로 유도하여 터보 랙을 줄이고 스로틀 반응을 증대시키므로, 자동차와 트럭과 같은 고성능 응용 분야에서 종종 선호됩니다.
VGT (가변 지오메트리 터보차저)
이것은 유도 날개를 조정하여 공기 흐름을 제어하는 VGT 기술을 사용한 터보차저로, 넓은 작동 범위와 우수한 반응성을 제공하며 특히 디젤 엔진에 적합합니다.
일렉트릭 터보차저
이 e-turbo는 전기 모터를 사용해 압축기를 구동하여 터보 랙을 거의 제거하고 즉각적인 부스트를 가능하게 하며, 하이브리드 및 전기차에 특히 유용합니다.
컴파운드 터보차저
다단 터보차저 많은 고부스트 시스템은 더 큰 상업용 차량 및 선박 응용 프로그램과 같은 중형 용도에서 두 개 또는 다단 시스템을 사용합니다.
터보차저의 목적에 따른 사용
싱글 터보차저
경형 차량: 일상적인 차량에 가장 적합하며, 이들은 기계적 복잡성을 피하면서 효율性和 파워를 증대시킵니다.
낮은 실린더 수: 싱글 터보는 낮은 배기량 엔진 크기에 유리하며, 듀얼 시스템이 튜닝하기는 더 쉽지만 복잡성과 비용 부담이 덜합니다.
트윈 터보차저
모터스포츠: 병렬은 출력이 엄청나게 증가하고, 순차는 넓은 출력 대역을 제공하므로 경주용 자동차에게는 이득입니다.
대배기량: 트윈 터보는 이러한 대형 엔진에서 발생하는 배기량의 더 높은 범위를 처리하고, 대형 드라이브 애플리케이션에 필요한 추가적인 지원을 제공합니다.
트윈-스크롤 터보차저
성능 차량: 더 빠른 반응과 낮은 지연 시간을 제공하여 운전 경험을 향상시킵니다.
트럭 & SUV — 이 세그먼트는 견인과 오프로드 능력을 위해 트윈 스크롤 터보차저에서 나오는 저속 토크가 필요합니다.
VGT 터보: 가변 지오메트리 터보차저
디젤 엔진: 디젤 엔진에서는 저속 토크를 증가시키고 터보 랙을 줄이기 때문에 더 유용합니다.
가솔린 엔진: 가솔린 엔진의 성능도 더 반응성이 좋은 부스트를 제공함으로써 개선시킬 수 있습니다.
일렉트릭 터보차저
전기 차량용: e.터보는 동적인 변수 최대 출력과 시스템 효율성을 증가시키며, 전기 모터에 완벽한 보완을 제공합니다.
차량 기술의 다음 큰 변화 — 전기화된 미래에서 터보차저를 전기화하다. 이 산업은 전기화된 미래를 앞두고 있으며, 이 구성요소는 그 성능을 강화하는 미래를 실현하는 데 경이로운 역할을 할 수 있습니다.
컴파운드 터보차저
놀랍지 않게도, 복합 터보차저의 가장 일반적인 응용 중 하나는 대형 상용 차량입니다. 여기서 2,500파운드급 엔진이 장착된 거대 트럭이나 버스에서 보이는 괴물 같은 부스트 수준과 강력한 토크는 가장 혹독한 작업일에도 일상적으로 필요한 요소입니다.
현장에서 필요한 복합 터보차저: 해양 및 산업 응용 - 이러한 응용 프로그램은 높은 출력과 높은 신뢰성을 제공할 수 있는 복합 터보차저가 필요합니다.
장점 과 단점
그러나 각각의 옵션은 장점과 단점이 있습니다. 싱글 터보(가장 저렴한 옵션, 하지만 응답 지연이 있을 수 있음)는 듀얼 터보보다 더 나은 성능을 제공하지만 잠재적인 문제를 초래할 수 있습니다. 그러나 가변 기하학 터보(VGTs)는 비싸지만 더 넓은 작동 범위를 제공합니다. 일반적으로 (비전기식) 터보차저는 본질적으로 다소 늦게 반응하기 때문에 이 부분에 있어서는 조금 더 많은 노력이 필요합니다(전기 터보의 경우 필터가 특정 지점에 도달하면 전기적으로 터보를 작동시키므로 용이해지며, 이 경우 마치 용이 숨을 내쉬듯 작동합니다). 그들은 막대한 양의 파워를 제공하지만 크고 복잡한 시스템으로 구성됩니다.
기술 개발의 미래 트렌드
소재 과학의 발전 덕분에 터보차저의 미래는 더 가볍고 내구성이 뛰어난 부품을 사용하여 밝아지고 있습니다. 또한, ICE의 부하를 줄이고 즉각적인 파워를 제공하는 전기 터보차저는 특히 BEV와의 통합을 중심으로 개발이 진행되며 더욱 강력해질 것입니다. 더불어 환경 문제가 증가함에 따라 배출가스를 줄이고 효율성을 높이는 기술 개발은 터보차저 기술의 발전을 촉진할 것입니다.
결론
터보차저는 단일한 개념으로 설명할 수 없는 기술입니다. 싱글 A/R 터보부터 복합 시스템까지 모든 것에는 그 목적があります. 성능과 효율성을 동시에 요구하는 변화하는 자동차 시장에서 터보차저의 역할은 더욱 커질 것입니다. 다양한 종류의 터보차저와 그 응용 방법에 대한 이해는 강제 턡겨임(forced induction)을 통해 엔진의 성능을 최대한 발휘하고 그 이점을 얻으려는 사람들에게 중요한 정보가 됩니다.
