2013년 12월 16일 월요일

터보차저와 엔진오일

우선 터보차저를 위키백과에서 찾아보았는데요
위키백과 http://ko.m.wikipedia.org/wiki/%ED%84%B0%EB%B3%B4%EC%B0%A8%EC%A0%80

터보 차저(Turbocharger)는 내연기관에서 필연적으로 발생하는 엔진의 배출가스 압력을 이용해 터빈을 돌린 후, 이 회전력을 이용해 흡입하는 공기를 대기압보다 강한 압력으로 밀어넣어 출력을 높이기 위한 기관이다. 공기를 압축하면 온도가 높아지는데, 이 때문에 효율이 떨어지는 우려가 있어 인터쿨러(Inter cooler)와 함께 사용되는 경우가 많다.
최초는 항공기 엔진을 위해 만들어진 기술이었지만, 이제는 주로 자동차 엔진에 이용된다. 디젤 엔진에 장착하는 터보차저는 구조와 설계가 간단해 최근 양산되는 디젤 자동차들은 대부분 터보차저를 장착하고 있다. 최근 세계적으로 우수한 연비를 내는 자동차에 대한 요구가 늘면서 배기량을 줄이는 다운사이징이 유행하기 때문에 최근들어 가솔린 차량에도 사용빈도가 늘고 있다
과거는 자동차 레이스용 차량에도 대거 적용돼 일본 혼다나 독일 포르쉐 등이 우수한 경기 결과를 내기도 했으나, 레이서의 안전을 보장하고 특정 기업의 독주를 막기 위해 터보차저는 F1을 비롯한 대부분 레이스에서 금지된 상황이다
 
작동원리
배기관으로부터 폐기되고 있던 배기가스의 에너지(온도·압력)를 이용해 터빈을 고속 회전시켜, 그 회전력으로 원심식 압축기를 구동하여 압축한 공기를 엔진 내부로 보내는 구조로 되어 있다. 이것에 의해, 내연기관 본래의 흡기량을 넘는 혼합기를 흡입·폭발시키는 것을 통해 외관의 배기량을 넘는 출력을 얻게 된다. 일반적으로 기관회전수가 2000rpm 이상 되어야 터보차저가 흡입되는 공기를 가압한다.
터보차저는 엔진의 기본 한계를 뛰어넘어 체적대비 출력 효율을 높이기 위한 목적을 가지고 있다. 자연흡기방식의 엔진에서는 피스톤이 상사점에서 하사점으로 내려올 때(흡입행정) 실린더 내부의 체적변화로 압력이 대기압 이하로 낮아지면서(진공상태) 공기와 연료의 혼합기가 자연스럽게 실린더로 흡입된다. 흡입된 공기와 연료 혼합기의 양이 많아져야 폭발행정에서 피스톤을 밀어내는 힘이 커지기 때문에, 연소실로 공급되는 공기 양과 이에 따른 연료 양은 엔진의 한계를 결정하는 중요한 요소가 된다. 터보차저는 달팽이 모양의 용기 안에 터빈과 가스압축기(compressor)가 하나의 축에 연결된 구조로 이루어져 있고, 배기 매니폴드에서 유입된 배기가스를 터빈 입구로 보내 터빈의 날개를 회전시킨다. 이 회전력으로 가스압축기를 동작시키고, 가스압축기는 공기를 압축해 엔진의 공기흡기구로 전달하게 된다. 압축된 공기는 더 많은 연료와 혼합되고 이 혼합기가 엔진 실린더 안으로 전달되어 엔진의 효율을 높이는 것이다
터빈의 회전속도는 자동차용 가솔린 엔진 등 소형의 경우 200,000RPM(매분 20만 회전)를 넘는 것도 있다. 뜨거운 배기가스(8~900℃)를 직접 받기 때문에 그 열에 의해 터빈이나 하우징이 붉게 발광할 정도다.
 
장점
터보차저가 장착된 엔진은 같은 배기량의 자연흡기방식 엔진보다 더 높은 출력을 낼 수 있다.
자연흡기식방식 엔진과 슈퍼차저 엔진보다 더 높은 열효율을 가지고 있다. 터보차저 엔진은 과잉 배출되는 열과 압력을 버리지않고 공기압축에 이용하기 때문이다.
터보차저는 다른 과급시스템에 비해 더 작고 가볍기 때문에 엔진 격납실에 쉽게 장착될 수 있다.
 
단점
맞지 않는 크기의 터보차저를 사용하면, 반응성이 떨어진다. 너무 큰 터보차저를 사용하면 가속 반응이 감소한다. 그러나 최대 출력은 더 높아진다.
부스트 역치(boost threshold)가 있다. 터보차처가 부스트를 시작하려면 엔진이 어떤 엔진회전수까지 도달해야 한다. 배출가스의 양이 충분치 않으면 정지되어 있는 터보 프로펠러를 돌리기가 어렵기 때문이다.
운전자가 가속페달을 밟은 후 터보차저가 동작할 때까지 시간 지연이 발생하는데 이를 터보랙(turbo-lag)이라 한다. 이 현상이 발생되는 이유는 과급기에서 과급이 되는 정도까지 배기가스를 공급해 줄 때만 터보의 기능을 하기 때문이다.
터보차저는 자연흡기방식 엔진보다 부품 비용이 더 든다.
자동차 경주에 있어서 부스트 역치는 단점으로 작용한다. 가속이 시작되어 터보차저가 동작하기 전까지 엔진 출력의 크기를 예상할 수 없다. 이때 오버스티어 현상을 일으키기도 한다.
이상 위키백과
 
 
그럼 엔진오일을 어떻게 맞춰야할까요?
우선 열에 강해야 하겠지요 터보차저는 엔진오일에 의해 윤활이 됩니다 터빈을 회전시키는 배기가스은 온도는 800도가 넘구요
터보차저의 표면온도 또한 350도에 이르는 고열입니다  우수한 성능의 오일이라도 고온하에서는 고형물로 변질되어 버릴수 있습니다
이 고형퇴적물을 방지하지 못한다면 오일이 막히거나 터보차저가 고장날 가능성이 오르겠죠
그러므로 과급기=터보차저가 장착된 경우 엔진오일교환주기를 반정도로 줄여주는 것이 좋습니다
이렇게 고열에 버티며 고형퇴적물의 생성을 막기위해서는 물론 합성유를 사용하는 것이 좋을 것이구요
오일의 점도는 *w30 보다는 높은 40이상을 사용하는 것이 좋을 것입니다
5w50과 10w60등이 좋겠네요
물론 요렇게 고점도 오일들은 생산회사에서도 터보차저와 같이 가혹한 조건하에 사용될것으로 예상하여 
고급 기유와 첨가제를 사용,제조하기에 단가가 높은 편입니다.
슬러지를 방지하기 위해서는 acea B4 / C3 / C4 처럼 슬러지생성을 잘 억제하는 제품을 선택하는 것이 좋겠습니다

5w40 5w50 10w50 10w60의 점도를 갖고 acea b4이상의 규격오일을 사용하는것이 터보차저관리에 도움이 되겠습니다

같은 부피의 엔진이지만 더 많은 출력을 낸다는 것은 더 많은 에너지가 필요하다는 것이구요
그렇게 더 많은 에너지는 더 많은 열을 발생합니다  열을 내리기위해 인터쿨러를 장착하는것이구요
오일 또한 더 많은 열에 버티기 위해 개발,제조되고 있는 것입니다

그렇지만 만일 내차는 터보차저가 달려있지만 시내만 왔다갔다한다면
굳이 터보를 달필요도 없었겠지만 이럴경우에는 5w40 정도면 충분할듯 하네요

그리고 터보차저가 달려있고 열심히 달리는 스톼일이라면 높은 점도의 엔진오일을 사용하구요
교환주기도 적절히 줄여주는 것이 필요하겠습니다

이상 끗~!

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