복합 공학의 룰이 여기까지? - 인테이크 쿨러 시스템



 최근 자동차 업계에서 가장 핫 한 아이템은 바로 터보차져 입니다(관련 포스팅) 어짜피 버려지는 에너지를 회수해서 다시 사용하니 성능도 좋아지고 연비도 좋아지는 일석이조의 효과가 있기 때문인데요



출처 : www51.honeywell.com



 공학적인 문제들. 즉 적당한 가격의 괜찮은 출력을 내도록 하는 부분은 거의 해결이 다 된 상태입니다. 다소 비싸더라도 합리적인 가격 수준까지 떨어져 있는 현재. 대다수의 자동차 업계에서 공격적으로 터보를 도입 중 입니다.



출처 : blog.fiatusa.com


 

 하지만 세계경제 상황은 아직까지 썩 좋아질 생각이 없고 (관련 포스팅) 자동차 시장은 더 이상 성장할 기미가 보이지 않고 있습니다. 금융위기 이후 어느 정도 회복했다 하더라도 생각만큼 많이 팔 수 있는 상황은 아니지요.



출처 :  www.shanghaijungle.com



 같은 성능이라면 한 푼이라도 저렴한 차가 선택되는 건 당연지사. 터보차져로 인해 올라간 단가를 어떻게든 줄여보려는 노력들이 여기 저기서 나오고 있는데요. 그 중 대표적인 부품이 바로 인테이크 매니폴드 입니다.


 

출처 : www.superchevy.com



 터보차져는 공기를 추가 과급하여 출력을 증강 시키는데, 바로 이때 공기가 압축되면서 큰 열에너지가 발생합니다. 한여름밤 5명이면 적당한 펜션 방에 20명을 넣으면 푹푹 찌는거랑 비슷합니다




출처 : www.assetaircon.com.au



 숙박비가 싸지더라도 짜증지수가 올라가는 반대 급부가 생기는 거죠. 이를 위해서 인터쿨러라는 대형 에어컨을 설치합니다. 비록 비좁더라도 저렴한 가격에 쾌적하게 잘 수 있는 상태를 만드는 겁니다.

 


출처 : www.ask.com



같은 이유로 과급되며 온도가 높아진 공기를 인터쿨러라는 에어컨으로 냉각시켜줍니다.


 터보 시스템에 반드시 필요한 인터쿨러이지만 덩치가 만만치 않습니다. 공간을 많이 차지해서 설계상 어려움도 있고. 결정적으로 가격도 비쌉니다. 그래서 공돌이들이 생각해 냅니다



출처 : www.kpmauto.com



 인터쿨러를 인테이크 매니폴드에 같이 붙여버리면 어떻게 될까?

 

 인테이크 매니폴드라는게 생각보다 부피가 크기도 하고 그렇게 복잡하지도 않습니다. 조금만 덩치를 키우면 소형 인터쿨러를 품을 수 있을 정도의 사이즈이지요



출처 : www.m3forum.net



 만약 개발이 그렇게 어렵지 않고, 가격만 맞아진다면 충분히 도전해 볼만한 과제입니다. 특히 터보차져의 인매니의 경우 자연흡기에 비해 구성이 단순합니다. 억지로 공기를 넣기 때문에 구조가 단순하더라도 흐름이 안정적이죠.



 출처 : www.silvermustangs.com



 터보 인매니와 같이 인터쿨러도 덩치만 클 뿐, 복잡한 메커니즘이 없는 부품입니다


 펜션의 에어컨과 같은 역할이라고 말씀 드렸죠? 단순 비유가 아니었습니다. 사실입니다. 인터쿨러는 에어컨의 실외기와 구조가 동일합니다. 에어건  가스가 흐르느냐 공기가 흐르느냐 의 차이만 있을 뿐입니다.

 


출처 : skpower.hu



 결과는요?

 

 경축 OTL.

 

 인테이크 매니폴드의 장착 위치가 문제였습니다. 바람이 쉽게 닿지 않는 곳이라 냉각 효율이 떨어졌지요.  


 일반적인 가로배치 엔진 레이아웃의 경우 대개 터보를 앞쪽에 다는 경우가 많습니다. 터보 자체도 조낸 뜨거우니 앞쪽에 배치해 발열을 쉽게 하는 의도이지요. (쿨러와 터보가 같이 앞에 있는게 구조상 유리합니다.)




출처 : galleryhip.com



 터보가 배기쪽에 달리니. 흡기인 인매니는 당연히 뒤쪽에 장착되게 되는데요. 바람을 맞지 못한 인매니는 쿨링을 못하는 어정쩡한 물건이 되어버리고 말았습니다.

 

 엔진 배치를 바꾸어 인매니를 전방에 둔다 하더라도 구조상 엔진 상부에 위치할 수 밖에 없습니다. 이러나 저러나 어짜피 냉각효율이 떨어지는데 굳이 둘을 통합 할 필요가 없어진 겁니다



출처 : legacygt.com



 십분 양보해서 둘을 통합한다고 해도... 지금보다 더 부피가 크거나 작더라도 더 좋은 성능의 쿨러(냉각기)를 달아야 할 겁니다. 그럼 가격은 누가 책임지나요? -_-;;;

 

물론 아직 관련 분야에 계속적으로 연구가 진행되고 있습니다만, 이런 어려움들 때문에 개발 검토 단계에 머물러 있습니다



출처 : www.allpar.com



 언급하진 않았지만 직접적으로 영향 받는 주변 부품. 특히 쓰로틀 바디나 센서들의 스팩도 덩달아 높아지는 바람에 많은 고민을 안은 채로 개발 중 이라고 합니다.

 

 터보 자체가 다양한 형태로 변모 중이니 (관련 포스팅) 앞으로 어떤 신기술들이 등장할지 궁금합니다만. 최소 10년은 울궈먹을 기술이라 그런지 주변 부품들에 주는 영향력도 막강하네요 -_-;;;



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Posted by wizard_IRON

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