터보차저란?

성능과 연료 소비 감소를 결합할 때 엔지니어는 거의 터보 엔진을 선택해야 합니다.

람보르기니가 여전히 자연 흡기 엔진이 출력과 소음을 생성하는 가장 깨끗하고 가장 이탈리아적인 방식이라고 주장하는 슈퍼카 세계의 희박한 바깥에서 비 터보차저 자동차의 시대는 끝나가고 있습니다.

예를 들어, 자연흡기 폭스바겐 골프는 불가능합니다. 물론 Dieselgate 이후에는 아무도 더 이상 골프를 치고 싶어하지 않기 때문에 이것이 중요하지 않을 것입니다.

그러나 도시 자동차, 가족용 자동차, 그랜드 투어러, 심지어 일부 슈퍼카도 스쿠버 미래를 위해 배를 떠나고 있다는 사실이 남아 있습니다. Ford Fiesta에서 Ferrari 488에 이르기까지 미래는 강제 인덕션에 속합니다. 부분적으로는 배기 가스 법규 때문이기도 하지만 기술이 비약적으로 발전했기 때문이기도 합니다.

부드러운 주행을 위한 작은 엔진 연비와 원할 때 큰 엔진 출력을 제공하는 케이스입니다.

더 높은 성능과 더 낮은 연료 소비를 결합하는 것과 관련하여 엔지니어는 터보차저 기술이 적용된 최신 엔진을 설계해야 합니다.

터보가 어떻게 더 적은 비용으로 더 많은 일을 할 수 있습니까?

모든 것은 엔진이 작동하는 방식에 달려 있으므로 기술에 대해 조금 이야기해 보겠습니다. 가솔린 엔진의 경우 공연비가 14.7:1이므로 실린더에 있는 모든 것이 완전히 연소됩니다. 이것보다 더 많은 주스는 연료 낭비입니다.

자연 흡기 엔진에서 피스톤이 하강하면서 생성된 부분 진공은 공기를 실린더로 끌어들이고 내부의 음압을 사용하여 흡기 밸브를 통해 공기를 끌어들입니다. 간단하게 할 수 있는 방법이지만, 수면무호흡증이 있는 사람처럼 공기 공급 측면에서 매우 제한적입니다.

터보차저 엔진에서 룰북이 재작성되었습니다. 피스톤의 진공 효과에 의존하는 대신 터보차저 엔진은 공기 펌프를 사용하여 공기를 실린더로 밀어넣습니다. 마치 수면 무호흡증 마스크가 공기를 코로 밀어 올리는 것과 같습니다.

터보차저는 표준 대기압보다 최대 5bar(72.5psi) 높은 공기를 압축할 수 있지만, 로드카에서는 일반적으로 0.5~1bar(7~14psi)의 보다 완화된 압력에서 작동합니다.

실제 결과는 1bar의 부스트 압력에서 엔진이 자연 흡기한 것보다 두 배 많은 공기를 공급한다는 것입니다.

이는 엔진 제어 장치가 이상적인 공연비를 유지하면서 두 배의 연료를 분사하여 훨씬 더 큰 폭발을 일으킬 수 있음을 의미합니다.

그러나 그것은 터보차저의 트릭의 절반에 불과합니다. 4.0리터 자연흡기 엔진과 2.0bar의 부스트 압력을 가진 1리터 터보차저 엔진을 기술 면에서 동일하다고 가정하고 비교해 보겠습니다.

4.0리터 엔진은 공회전 및 가벼운 엔진 부하에서도 더 많은 연료를 소비하는 반면 2.0리터 엔진은 훨씬 적은 연료를 소비합니다. 차이점은 스로틀을 활짝 열었을 때 터보차저 엔진이 가능한 최대의 공기와 연료를 사용한다는 것입니다. 동일한 배기량의 자연 흡기 엔진의 두 배 또는 자연 흡기 4.0리터와 정확히 동일합니다.

이는 터보차저 엔진이 강제 유도 덕분에 2.0리터에서 XNUMX리터까지 어디에서나 작동할 수 있음을 의미합니다.

그래서 부드러운 주행을 위한 작은 엔진 연비와 원할 때 큰 엔진 출력의 경우입니다.

얼마나 똑똑한가요?

엔지니어링 은색 총알에 걸맞게 터보차저 자체는 독창적입니다. 엔진이 작동 중일 때 배기 가스는 터빈을 통과하여 일반적으로 분당 75,000~150,000번의 놀라운 속도로 회전합니다.

터빈은 공기 압축기에 볼트로 고정되어 있습니다. 즉, 터빈이 더 빨리 회전할수록 압축기가 더 빨리 회전하여 신선한 공기를 빨아들이고 엔진으로 밀어 넣습니다.

터보는 가속 페달을 얼마나 세게 밟느냐에 따라 슬라이딩 스케일로 작동합니다. 유휴 상태에서는 터빈을 의미 있는 속도까지 올릴 만큼 배기 가스가 충분하지 않지만 가속하면 터빈이 회전하여 부스트를 제공합니다.

오른발로 밀면 더 많은 배기 가스가 생성되어 최대량의 신선한 공기를 실린더로 압축합니다.

그래서 캐치는 무엇입니까?

물론 우리 모두가 터보차저 자동차를 몇 년 동안 운전하지 않는 데에는 복잡성부터 시작하는 몇 가지 이유가 있습니다.

상상할 수 있듯이 폭발 없이 수년 동안 매일 150,000RPM으로 회전할 수 있는 것을 구축하는 것은 쉽지 않으며 값비싼 부품이 필요합니다.

또한 터빈에는 전용 오일과 물 공급이 필요하므로 엔진의 윤활 및 냉각 시스템에 더 많은 부담을 줍니다.

터보차저의 공기가 가열됨에 따라 제조업체는 실린더로 유입되는 공기의 온도를 낮추기 위해 인터쿨러도 설치해야 했습니다. 뜨거운 공기는 차가운 공기보다 밀도가 낮아 터보차저의 이점을 무효화하고 연료/공기 혼합물의 손상 및 조기 폭발을 일으킬 수도 있습니다.

터보차저의 가장 악명 높은 단점은 물론 지연으로 알려져 있습니다. 언급했듯이 터보가 의미 있는 부스트 압력을 생성하기 시작하려면 가속하고 배기가스를 생성해야 합니다. 즉, 초기 터보 자동차는 지연 스위치와 같았습니다.

터보 기술의 다양한 발전은 배기 압력에 따라 움직이는 터빈의 조정 가능한 베인과 관성을 줄이기 위한 경량의 저마찰 구성 요소를 포함하여 초기 터보 차저가 장착된 Saabs 및 Porsche의 느린 동작 특성 중 최악을 길들였습니다.

터보 차저의 가장 흥미로운 발전은 작은 전기 모터가 터보를 계속 회전시켜 회전하는 데 걸리는 시간을 줄이는 F1 레이서에서만 찾을 수 있습니다.

마찬가지로, 세계 랠리 챔피언십에서는 지연 방지로 알려진 시스템이 공기/연료 혼합물을 터보차저 앞의 배기 장치로 직접 덤프합니다. 배기 매니폴드 열은 점화 플러그 없이도 폭발을 일으켜 배기 가스를 생성하고 터보차저를 계속 끓게 합니다.

그러나 터보 디젤은 어떻습니까?

터보차저와 관련하여 디젤은 특별한 품종입니다. 강제 유도 없이는 디젤 엔진이 지금처럼 흔하지 않을 것이기 때문에 이것은 실제로 손에 꼽히는 경우입니다.

자연 흡기 디젤은 적절한 저역 토크를 제공할 수 있지만 그것이 그들의 재능이 끝나는 곳입니다. 그러나 강제 유도를 통해 디젤은 토크를 활용하고 가솔린과 동일한 이점을 누릴 수 있습니다.

디젤 엔진은 내부에 포함된 엄청난 부하와 온도를 처리하기 위해 Tonka Tough에서 제작하므로 터보의 추가 압력을 쉽게 처리할 수 있습니다.

모든 디젤 엔진(자연 흡기 및 과급기)은 소위 희박 연소 시스템에서 과잉 공기로 연료를 연소시켜 작동합니다.

자연 흡기 디젤 엔진이 "이상적인" 공기/연료 혼합물에 가까워지는 유일한 시간은 연료 인젝터가 활짝 열려 있을 때입니다.

디젤 연료는 가솔린보다 휘발성이 낮기 때문에 많은 공기 없이 연소될 때 디젤 미립자라고도 하는 엄청난 양의 그을음이 생성됩니다. 실린더를 공기로 채우면 터보디젤이 이 문제를 피할 수 있습니다.

따라서 터보 차징은 가솔린 엔진의 놀라운 개선 사항이지만 진정한 뒤집기는 디젤 엔진이 연기가 나는 유물이 되는 것을 방지합니다. 어쨌든 "Dieselgate"는 이런 일이 발생할 수 있습니다.

터보차저가 거의 모든 XNUMX륜 차량에 장착된다는 사실에 대해 어떻게 생각하십니까? 아래 의견에 알려주십시오.