누군가 "터보 지연"이라고 하면 가속 페달에서 오른발을 밟았을 때 터보차저 엔진이 가질 수 있는 지연된 반응에 대해 말하는 것입니다. 터보차저는 배기 가스의 흐름을 사용하여 바퀴를 돌리고 스풀링하고 여분의 신선한 공기를 엔진 흡입구로 공급하여 궁극적으로 더 많은 출력을 생성합니다. 그러나 이러한 스풀링은 특히 더 큰 터보와 구형 자동차에서 항상 즉시 발생할 수는 없습니다.
남겨질 수 있는 터보 지연은 고무줄과 같은 효과를 만들어 갑자기 힘을 얻을 때까지 자동차를 무기력하게 만듭니다. 오늘날의 터보차징 기술은 그 기원과 심지어 최근 과거의 대형 부스트 튜너 자동차까지 먼 길을 왔습니다. 사실, 기술의 발전은 적어도 수정되지 않은 자동차에 관한 한 대부분 과거의 일이 되었습니다. 터보랙이 무엇인지, 그리고 터보랙을 최소화하거나 완전히 소멸시키기 위해 어떤 기술이 구현되었는지 자세히 알아보겠습니다.
먼저 터보가 어떻게 작동하는지 빠르게 논의해 보겠습니다. 배기 가스는 터보의 컴프레서 휠 또는 터빈을 빠르게 회전시켜 흡입 공기를 압축하고 엔진으로 밀어넣으며 적절한 양의 연료와 혼합되면 더 많은 출력을 생성합니다. 정상적인 흡입 공기는 대기압에 있는 반면 부스트 공기는 대기압보다 높습니다. 압축 공기가 생성될 때 이를 "부스트 중"이라고 합니다.
건강한 자연 흡기 엔진은 100% 체적 효율로 작동합니다. 즉, 대기압으로 전력을 생산하는 데 최선을 다하고 있습니다. 터보차저 엔진은 100% 체적 효율 이상으로 작동합니다. 즉, 엔진이 자연 흡기 상태에서 생산할 수 있는 것의 100% 이상을 생산합니다.
터보차저의 작동 방식과 다양한 종류의 터보차저에 대한 자세한 내용은 여기에서 확인하세요. 사용하지 않은 부스트 압력에 발생하는 일을 포함하여 더 많은 정보를 보려면 이 자세한 설명을 확인하십시오.
부스트가 쌓이면서 느끼는 지연된 반응은 더 많은 부스트를 생성하기 위해 흡기 밸브에 더 많은 공기를 공급하는 것입니다. 배기 압력이 터보를 회전시키는 것임을 기억하십시오. 여기서 핵심적인 측면은 "부스트 빌드"라는 것입니다. 즉, 이미 생산되고 있지만 실질적이고 눈에 띄는 전력 증가를 보증하기에는 충분하지 않습니다.
많은 사람들이 부스트 임계값 미만과 터보 지연을 혼동합니다. 부스트 임계값은 엔진의 배기 가스가 터보를 회전시켜 부스트 압력(키워드:시작)을 생성하기 시작할 때 회전 밴드의 지점입니다. 즉, 임계값을 통과하면 엔진의 체적 효율이 100% 이상 증가합니다. 터보 랙은 느끼는 시간입니다. 최고 부스트에 도달하거나 터보가 전달하도록 조정된 최대 양에 도달하면 힘이 강해집니다.
개인적인 경험으로 볼 때, 나는 터보차지 1.8리터 엔진과 매우 뚜렷한 터보 지연이 있는 수동 1세대 Audi TT를 운전한 적이 있습니다. 기계적 형태는 양호했지만 완전히 재고였습니다. 더 낮은 RPM에 발을 디디면 엔진이 부스트 임계값에 도달했을 때를 분명히 느낄 수 있었고 훨씬 더 높은 RPM에서 최대 부스트를 쌓기 시작했습니다. 천천히 최대 부스트를 구축하는 것에 대한 후자의 비트는 터보 지연이었습니다. 부스트를 했을 때도 발을 내려놓으면 고무줄 같은 효과가 났다.
터보 지연이 발생할 수 있는 몇 가지 이유가 있습니다. 터보의 설계는 빠르고 효율적인 스풀링에 최적화되어 있지 않을 수 있습니다. 이는 터보가 적절한 속도로 회전하여 최대 부스트 압력까지 공기를 압축할 때입니다. 흡입 밸브에 도달하기 전에 압축 공기가 통과하는 일련의 튜브가 너무 길거나 비효율적일 수 있습니다. 엔진의 스로틀 바디는 약간 작을 수 있으므로 더 많은 배기 가스를 생성하고 부스트 압력을 계속 혼합할 수 있는 충분한 공기가 유입되지 않습니다. 터보의 디자인도 이상적이지 않을 수 있습니다. 특히 그것이 오래되어 덜 효율적인 기술을 보유하고 있다면 더욱 그렇습니다. 다른 이유가 있지만 가장 일반적인 이유는 다음과 같습니다.
다양한 종류의 터보차징에 대한 자세한 내용은 여기에서 확인하십시오. 트윈 스크롤 터보차저는 현대 자동차에서 비교적 새로운 형태의 터보차저로 현대 벨로스터 N과 엘란트라 N의 후드에서 가장 두드러지게 나타납니다.
터보 지연을 최소화하는 것은 상당히 간단합니다. 위의 모든 사항을 해결하면 됩니다. 그러나 이상적이고 지연 없는 시스템을 엔지니어링하는 데 걸리는 시간, 올바른 구성 요소를 설계 및 구축하는 데 드는 재료 비용, 적절한 ECU 튜닝, 설계 및 흡기 및 배기 흐름을 최적화하기 위해 엔진 자체의 이상적인 특성을 구축합니다. 예를 들어 배기 하우징이 작아져 가스 흐름이 더 빨라집니다.
그럼에도 불구하고 자동차 제조업체는 터보 지연을 해결하기 위한 몇 가지 영리한 방법을 제시했습니다. 하나는 더 효율적으로 회전하여 더 많은 부스트를 더 빨리 밀어내는 터보차저를 설계하는 것입니다. 여기에는 얇은 알루미늄 압축기 휠 또는 더 가볍고 효율적인 세라믹 베어링과 같은 경량 구성 요소가 포함될 수 있습니다. 또 다른 방법은 단순히 부스트 임계값에 더 빨리 도달하는 더 작은 터보차저를 설치하여 눈에 띄는 랙 느낌을 없애고 최대 부스트에 더 빨리 도달하는 것입니다. 그런 다음 엔진의 압축비를 높이는 것이 또 다른 방법입니다. 압축률이 높은 엔진은 회전수 범위에서 더 많은 전력을 낮추어 부스트 임계값을 낮추기 때문입니다. 더 높은 압축비는 터보차저 엔진에 재앙을 불러일으키는 데 사용되지만 기술의 발전으로 제조업체는 이를 도입하고 차량을 안전하게 운행할 수 있게 되었습니다.
실제로 RPM을 높게 유지하는 것이 최소한 부스트 임계값을 훨씬 넘어서는 터보 지연을 피하거나 최소화하는 가장 간단한 방법입니다. 그러나 최신 자동차의 경우 터보 지연은 불과 15년 전보다 훨씬 적습니다.
그러나 멋진 점은 밀물이 모든 배를 들어올린다는 것입니다. 내가 말하고자 하는 바는 첨단 기술이 개발되고 활용됨에 따라 결국에는 점점 보편화되어 다른 분야로 흘러들어가 낡은 기술을 몰아낸다는 것입니다. 90년대 후반의 애프터마켓 튜너는 제조업체가 요즘 신차에 장착하는 터보나 실린더 헤드를 조립하는 방법에 대해서만 꿈을 꾸었습니다.
예를 들어, 2017년 현재 Honda Civic Si에서 볼 수 있는 Honda의 터보차지 L15 엔진은 크기에 비해 많은 전력을 생산하고 가능한 한 효율적으로 부스트를 구축할 수 있는 정말 멋진 기술을 갖추고 있습니다. 그 중 하나는 실린더 헤드에서 열을 빼내는 데 도움이 되는 나트륨으로 채워진 배기 밸브로, 열 흡수를 줄일 뿐만 아니라 보다 이상적인 배기 가스 충전을 보장합니다.
그런 다음 요즘 애프터 마켓 튜너가 구매하여 엔진 측면에 묶는 터보는 훨씬 더 매력적입니다. 일부는 장착된 엔진에 비해 너무 커 보일 수 있지만 매우 효율적으로 작동하기 때문에 부스트 임계값에 더 빨리 도달할 뿐만 아니라 동등하게 효율적인 흡기 시스템 및 실린더 헤드와 일치할 때 지연이 최소화됩니다.
우리는 튜닝, 흐름 개선 및 터보차징을 적절하게 혼합하여 작은 변위 발전소에서 많은 전력을 만들 수 있는 서사적이고 기술적으로 진보된 시대에 진정으로 살고 있습니다. 마일드 하이브리드 지원과 같은 기술과 함께 사용하면 놀라운 연비를 얻을 수 있으므로 효율성도 마찬가지입니다. 결국 이 모든 것이 전기 모터 기술에 독점적으로 자리를 내주지 않을 것이라는 것은 일종의 안타까운 일입니다. 하지만 그렇게 되면 수정하고 완벽하게 만들 수 있는 완전히 새로운 기술 영역이 될 것입니다.
