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차와 자동차 회사/자동차 기술

왜 트윈 스크롤 터보가 등장 했을까


트윈 스크롤 터보 / 트윈 파워 터보

 


이번 포스팅은 트윈 스크롤 터보에 대한 이야기 입니다. 들어가기 전 터보에 관해 작성한 이전 글을 읽어보시죠 (포스팅 클릭)



출처 : rricketts.com

출처 : 3dprintingstocks.com



터보차져의 성능은 주로 압력 (혹은 열)과의 싸움 입니다



적은 압력으로 부스트가 일어나면 터보랙이 적은 대신 효과가 작고, 높은 압력으로 부스트가 일어나면 효과는 큰 대신 터보 랙이 커지게 되는데요



사이즈에 따라 필요한 최소 배기압력의 양이 달라지기 때문입니다



물론 압력에 따른 부품의 내구에 엔진 자체가 얼마나 버틸 수 있는지는 또 다른 문제입니다.


출처 : www.dieselpowermag.com


 

최근 자동차 회사에서의 추세는 출력은 높게, 반응은 빠르게 하는 방향으로 개발이 이루어지는 중입니다.



터보랙 자체가 터보 부스트와 반비례하는 경향이 있는데, 두마리 토끼를 다 잡는거죠.

 

출처 : www.motortrend.com



터보차져를 두개 사용하는 트윈터보가 대표적인 케이스이지요



저용량 터보를 두개 병렬로 장착하여, 반응은 빠르고 민감하게 하면서도 대출력이 가능하도록 설계되었습니다.



출처 : www.car-engineer.com


 

반면에, 뭐하려 두개를 비싸게 사용하삼? 그냥 우리는 그때 그때 터보의 형상을 바꿔가며 대응할꺼임



라며 개발된 터보가 바로 VGT (Variable Geometry Turbo) 가변 지오메트리 터보 입니다



컴프레서의 블레이드 각도를 조절해 적은 배기압으로, 큰 배기압으로 각각 다른 출력을 낼 수 있도록 조절되는 터보이지요.




출처 : www.clubranger4x4.com.ar

 


가변이라는 구조는 낮은 신뢰성을 담보로 하기 때문에 고속, 고압, 고온상태인 터보차져와는 그다지 궁합이 맞지 않는 편입니다



1000도씨 가까운 배기열


10 rpm 이상의 회전


대기압보다 보통 스무배(배압) 등등 



극한환경을 견디어내기 위해서는 가급적이면 구조가 단순한 편이 유리합니다.



출처 : www51.honeywell.com


 

그래서 등장한 터보차져가 트윈 스크롤 터보입니다


트윈이니 두 갈래의 압축력을 사용하긴 하는데, 실제는 하나의 컴프레셔에 붙여서 사용하는 겁니다


날개 하나에 바람을 불어주는 입구를 두개 가져가는 구조이지요



1-3-4-2 실린더의 폭팔이 일어나는 관계로 1/4을 한 세트로(빨강), 2/3을 한 세트(노랑)로 묶어 배기압을 공급하게 됩니다. 



출처 : www.modified.com

 

싱글 터보가 하나의 파이프를 사용하다 보니, 연속적인 배기압이 서로 충돌을 일으켜 압력이 상쇄되는 경우가 생겼는데요. 



트윈 스크롤 터보는 파이프를 반으로 갈라 사용하다 보니 보다 효율적으로 배기압을 사용할 수 있게 되었습니다.  



터보의 구조 자체도 단순하고 넓은 영역의 rpm에서 모두 사용이 가능해져 성능과 효율 두마리 토끼를 동시에 잡는 효과를 누릴 수 있습니다.



아래 익스매니를 보시면 입구 4개, 출구는 2개 임을 알 수 있습니다.


출처 : www.vwclub.bg 



 

터보 구조상 가동부가 있는 VGT가 더 앞선 기술입니다. 



하지만, 가격앞에는 장사 없는 법. 비슷한 효율을 가진다면 보다 튼튼하고 보다 값싼 트윈 스크롤 터보가 낫습니다. 



바이터보를 사용하는 아우디까지 (포스팅 클릭) 요새 터보 일색인데, 다운사이징 화두에 힘입어 터보기술이 계속 발전하는 기분입니다.




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