자동차 운전자와 제조업체 모두 전력에 관심이 있습니다. 현대 내연기관 시대부터 엔지니어들은 엔진의 출력을 높일 수 있는 방법을 모색해 왔습니다. 자동차에서 흔히 접할 수 있는 용어인 "슈퍼차저"는 바로 이러한 기능을 수행하는 장치입니다. 수퍼차저는 무엇이며 과급기는 어떻게 작동합니까?
터보차저는 같은 목적으로 설계된 또 다른 장치입니다. 차량의 중요한 구성 요소인 슈퍼차저는 어떻게 작동하는지, 슈퍼차저는 터보차저와 어떻게 다른지 계속 읽어보세요.
"과급기는 어떻게 작동합니까?"에 대답하려면 자동차의 엔진을 더 강력하게 만들려면 먼저 내연기관이 어떻게 작동하는지 이해해야 합니다.
연소 엔진은 공기와 연료의 혼합물을 입력으로 사용하여 자동차가 달릴 수 있는 에너지를 생성합니다. 일정 비율의 공기와 연료가 엔진의 연소실로 들어가 압축되어 점화되어 연소 또는 폭발이 발생합니다.
이 연소는 에너지를 생성하고 엔진은 자동차를 작동시키는 데 필요한 모든 부품에 에너지를 보냅니다. 이것이 현대 엔진을 "내연 기관"이라고 부르는 이유입니다.
공기가 에너지 생성 과정에서 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있습니다. 엔진 챔버로의 기류 속도는 생성될 수 있는 에너지의 양, 즉 엔진의 성능에 영향을 줍니다.
내연 기관에 더 많은 공기를 공급하면 더 효율적이고 이를 위해 과급기가 만들어집니다. 이 방법은 엔진을 크게 만드는 것보다 엔진의 출력을 높이는 데 더 이상적입니다.
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엔진이 더 많은 출력을 생성할 수 있도록 하려면 더 많은 공기와 엔진 연소실로 흡입되는 더 많은 연료가 필요합니다. 엔진이 작동하려면 공기 14:연료 1의 특정 비율이 필요합니다.
연소실로 펌핑된 공기는 대기압의 일반 공기입니다. 압축은 나중에 공기와 연료 혼합물을 압축하기 위해 위로 움직이는 피스톤의 작동과 함께 발생하여 "진공"을 생성합니다.
과급기는 연소실로 펌핑하기 전에 대기압 이상의 공기를 압축하여 공기 흡입을 증가시킵니다. 공기 흡입량이 많을수록 더 많은 연료가 연소실로 펌핑되어 엔진이 연소되어 더 많은 에너지를 생성할 수 있습니다.
슈퍼차저는 우리 모두에게 친숙한 측정치인 마력을 평균 46% 더 추가하고 자동차의 회전 또는 비틀림 동력인 토크를 31% 더 추가할 수 있습니다(밀거나 당기는 것과 같은 선형 동력과 반대).
공기는 과급기에 의해 압축된 후 더 뜨거워져 밀도가 낮아집니다. 즉, 연소실의 점화 플러그가 점화된 후 엔진 연소실에서 연소가 발생하는 동안 팽창할 수 없습니다.
따라서 과급기가 최적의 공기를 생성하여 엔진이 최대의 출력을 낼 수 있도록 하려면 과급기에서 나오는 압축 공기가 흡기 매니폴드를 통해 엔진으로 들어가기 전에 냉각되어야 합니다.
과급기는 액세서리 벨트에 의해 엔진의 크랭크 샤프트, 엔진 피스톤에 연결된 회전 샤프트에 연결됩니다. 이 벨트는 차례로 도르래를 감쌉니다. 도르래를 회전시키기 위해 액세서리 벨트를 통해 크랭크축에서 동력을 끌어옵니다.
이것은 풀리에 연결된 구동 기어를 회전시킵니다. 구동 기어는 차례로 압축기 기어를 회전시킵니다. 이 압축기 기어는 공기를 압축한 다음 인터쿨러로 냉각하여 공기의 밀도를 높입니다. 압축되고 밀도가 높은 공기는 엔진의 흡기 매니폴드로 방출됩니다.
인터쿨러에는 공랭식과 공랭식의 두 가지 유형이 있습니다. 더 차가운 공기 또는 물이 튜브 시스템을 통해 흐릅니다. 가열된 압축 공기는 이러한 냉각관과 접촉한 후 냉각됩니다.
엔진의 흡기 매니폴드로 공기를 배출하는 방식이 다른 세 가지 유형의 과급기가 있습니다. 차량에 제공하고자 하는 파워 부스트에 따라 각 유형의 과급기 크기를 다양하게 선택할 수 있습니다.
Roots 과급기는 1860년으로 거슬러 올라가는 가장 오래된 디자인으로, 발명가인 Philander와 Francis Roots의 이름을 따서 명명되었습니다.
루츠 과급기는 기술적으로 송풍기입니다. 공기는 과급기로 흐르고 맞물리는 로브 시스템에 갇힙니다. 맞물리는 로브가 회전하여 공기를 엔진의 흡기 매니폴드에 "쌓아 올려" 압축한 다음 흡기 매니폴드로 이동합니다.
맞물리는 로브의 이러한 디자인으로 인해 Roots 슈퍼차저는 크고 무거우며 자동차 후드에서 튀어나옵니다. 이 디자인은 또한 프로세스가 엔진으로 압축되고 조밀한 공기의 지속적인 흐름을 생성할 수 없기 때문에 효율성을 가장 떨어뜨립니다. 추가 압력을 생성하기 위해 맞물리는 로브의 회전에 의해 엔진의 흡기 매니폴드에 공기가 "쌓이는" 방식은 개별적인 공기 파열만을 생성합니다.
트윈 스크류 과급기는 웜 기어 세트와 유사한 한 쌍의 맞물림 돌출부를 통해 공기를 끌어들입니다. 이 세트는 정밀하게 설계 및 제조되었으며 루츠 과급기의 맞물림 돌출부보다 더 복잡합니다.
공기는 트윈 스크루 과급기 내부에서 압축되므로 압축 공기를 엔진에 지속적으로 공급할 수 있으므로 루트보다 분명히 더 효율적입니다. 디자인 때문에 제조 비용이 훨씬 비쌉니다.
원심 과급기는 임펠러를 최대 50,000~60,000RPM의 매우 빠른 속도로 회전시켜 작은 압축기 하우징으로 공기를 흡입합니다. 공기가 효과적이고 안정적으로 압축되도록 하는 추가 부품으로 설계되었습니다.
원심 과급기가 가장 효율적입니다. 그들은 또한 더 작고 가벼우며 엔진 앞에 앉기 때문에 후드에서 튀어나오지 않습니다. 이러한 장점으로 인해 가장 일반적으로 사용되는 과급기가 됩니다.
터보차저는 슈퍼차저와 같은 역할을 합니다. 실제로 "터보차저" 또는 "터보"는 실제로 "터보 과급기"의 줄임말입니다. 어떻게 다른가요?
주요 차이점은 기능에서 전원을 얻는 위치에 있습니다. 슈퍼차저는 자동차 엔진의 크랭크축에서 동력을 끌어내어 압축기에 동력을 공급하고 터보차저는 엔진 챔버에서 연소로 인해 생성된 배기 가스에서 동력을 끌어옵니다. 즉, 터보차저는 엔진에 직접 연결되어 있지 않습니다.
이 차이는 회전 속도의 차이를 만듭니다. 슈퍼차저는 최대 50,000RPM 또는 분당 회전 속도로 회전합니다.
터보차저는 속도가 엔진 크랭크축의 움직임에 의존하지 않기 때문에 훨씬 빠르게 회전할 수 있습니다. 최대 150,000RPM 또는 슈퍼차저보다 3배 빠른 속도에 도달할 수 있습니다.
터보를 과급기보다 환경 친화적으로 만드는 또 다른 차이점은 터보에 배출물의 탄소 배출량을 낮추는 변경 장비가 있다는 것입니다.
일반적으로 터보는 더 조용합니다. 그러나 과급기는 덜 복잡하여 더 안정적이고 유지 관리가 더 쉽습니다.
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이제 자동차 엔진의 기본 사항과 슈퍼차저의 작동 원리에 대해 알아야 할 사항을 배웠으므로 자동차 엔진과 최상의 상태를 유지하는 방법에 대해 더 알고 싶으십니까? "자동차 엔진용 고마일리지 오일:추가 비용을 들일 가치가 있습니까?" 가이드에 관심이 있을 수 있습니다. 포괄적인 라이브러리의 유용한 유지 관리 팁.
