터보차저 Vs 슈퍼차저

정부 입법 및 환경 문제로 인해 연료에 목마른 대형 배기량 자연 흡기 엔진에서 더 작은 절약형 엔진으로 전환함에 따라 자동차 제조업체는 점점 더 적은 연료로 더 많은 전력을 생산하기 위해 터보차저와 슈퍼차저를 사용하고 있습니다.

두 장치 모두 더 큰 엔진이 더 작은 엔진에 자연스럽게 들이마실 같은 양의 공기를 밀어 넣어 운전자의 발이 바닥에 닿았을 때 동일한 출력을 낼 수 있도록 도와주는 "배기량 대체" 역할을 합니다.

산소는 연료보다 엔진에 들어가는 것이 훨씬 어렵다는 것이 밝혀졌습니다. (이것은 또한 고속 애프터마켓에서 아산화질소 시스템이 제공하는 목적이기도 합니다.) 터보차저와 슈퍼차저의 상대적 장점을 새롭게 살펴보겠습니다.

 

터보차저와 슈퍼차저의 차이점은?

"과급기"는 엔진으로 들어가는 공기의 압력이나 밀도를 증가시켜 연료를 태울 수 있는 더 많은 산소를 제공하는 데 사용되는 공기 압축기의 총칭입니다. 가장 초기의 과급기는 모두 크랭크축, 일반적으로 기어, 벨트 또는 체인에서 가져온 동력으로 구동되었습니다.

터보차저는 배기 스트림의 터빈에 의해 대신 구동되는 단순히 과급기입니다. 1915년으로 거슬러 올라가는 이들 중 첫 번째는 터보 과급기라고 하며 더 높은 고도에서 발견되는 희박한 공기에서 출력을 높이기 위해 방사형 항공기 엔진에 사용되었습니다. 그 이름은 처음에는 터보차저로 줄였다가 터보로 줄였습니다.

 

각각은 출력, 연비 또는 둘 다를 늘리는 데 사용할 수 있으며 각각 장단점이 있습니다. 터보차저는 그렇지 않으면 배기 가스에서 완전히 손실될 "자유" 에너지의 일부를 활용합니다.

터빈을 구동하면 배기 배압이 증가하여 엔진에 약간의 부하를 가하지만 과급기를 구동하는 데 수반되는 직접적인 기계적 부하에 비해 순 손실은 더 적은 경향이 있습니다. 총 7,500마력의 엔진에서).

그러나 슈퍼차저는 거의 즉시 부스트를 제공할 수 있는 반면 터보차저는 일반적으로 터빈을 회전시키는 데 필요한 배기 압력이 형성되는 동안 약간의 응답 지연이 발생합니다. 분명히, 4초 안에 분기를 달리려고 하는 최고 연료 드래그스터는 배기 압력이 형성되기를 기다리느라 낭비할 시간이 없으므로 모두 과급기를 사용하지만 회사의 CAFE(기업 평균 연비)를 높이는 임무를 맡은 차량은 할 수 없습니다. 송풍기에 귀중한 마력을 낭비할 여유가 있으므로 주로 터보를 사용합니다.

그러나 마일드 하이브리드화 및 48볼트 전기 시스템의 등장으로 감속 및 제동 중에 저장된 자유롭게 회복된 전기로 구동되는 과급기의 사용이 증가할 것으로 예상할 수 있습니다.

현재 CLS 450 및 GLE 450과 같은 차량에 탑재된 Mercedes-Benz의 새로운 M256 6기통은 새로운 Land Rover Defender의 유사한 크기 및 구성 범위 토핑 엔진과 마찬가지로 이러한 시스템을 사용합니다.

 

터보 또는 슈퍼차저는 얼마나 많은 전력을 추가합니까?

위에서 우리는 엔진이 "숨쉴" 수 있는 산소의 양이 얼마나 많은 전력을 생산할 수 있는지에 대한 제한 요소라고 언급했습니다. 실린더의 산소.

해수면에서 작동하는 자연 흡기 엔진은 14.7psi의 공기를 얻습니다. 따라서 터보 또는 슈퍼차저가 엔진에 7psi의 부스트를 추가하면 실린더 자체가 대략 50% 더 많은 공기를 공급받고 이론적으로 약 50% 더 많은 공기를 생산할 수 있어야 합니다. 힘.

일반적으로 그런 식으로 작동하지 않습니다. 흡입 공기를 압축하면 열이 추가되고, 이는 추가된 압력과 함께 엔진을 손상시키는 사전 폭발 또는 "핑"의 가능성을 증가시키므로 타이밍을 다소 지연시켜야 하는 경우가 많습니다.

이것은 연료가 완전히 연소되어야 하는 시간을 제한할 수 있으므로 일부 전력 이득을 잠식합니다. 터보 및/또는 과급기를 실행하는 대부분의 최신 엔진에는 터보 또는 과급기에 의해 추가되는 열의 일부를 제거하는 데 도움이 되는 인터쿨러도 포함되어 있습니다. 결국 일반적인 예상은 50% 더 많은 공기를 추가하면 30~40% 더 많은 전력이 생성된다는 것입니다.

 

터보/슈퍼차저는 어떻게 가스를 절약합니까?

작동할 때 터보와 슈퍼차저는 대부분 더 많은 가스를 연소하는 데 도움이 되지만 가속이나 견인 등의 측면에서 차량의 요구를 적절하게 충족시키기에는 너무 작아 엔진에 볼트로 고정하면 도움이 됩니다. 우리 운전의 대부분을 차지하는 저전력 순항 중에 가스를 절약하십시오.

이것이 발생하는 방법 중 하나는 배기량이 많은 엔진이 5% 이하의 스로틀에서 작동할 때 발생하는 펌핑 손실을 줄이는 것입니다. 동일한 양의 동력을 얻으려면 더 작은 엔진에서 20%의 스로틀 개방이 필요하므로 펌핑 작업이 줄어듭니다.

이것이 많은 최신 자동차가 파워 브레이크, 공조 시스템의 혼합 공기 도어 등을 작동하기에 충분한 진공을 생성하지 않고 보조 진공 펌프를 갖추고 있거나 이러한 항목에 대해 전기 제어를 사용하는 이유입니다.

 

생산 차량에서 터보가 슈퍼차저보다 더 인기 있는 이유는 무엇입니까?

터보는 윈도우 스티커 mpg 숫자와 기업의 CAFE 등급을 결정하는 중요한 FTP75 연료 경제성 테스트에서 크랭크 구동 슈퍼차저보다 성능이 우수한 경향이 있으므로 터보는 $21,240 Ford EcoSport 1.0리터 터보부터 모든 차량에 이르기까지 더 많은 주류 차량에서 볼 수 있습니다. Ford F-150 픽업의 4가지 터보차저 엔진 중 하나입니다.

한편, 미국에서 판매되는 모든 수퍼차저 차량 목록에서 알 수 있듯이 수퍼차저는 대부분 고성능 차량에 장착됩니다. 물론 XC60, XC90 T6, T8 모델과 같은 2.0리터 트윈차저 엔진이 장착된 모든 볼보는 터보차저와 슈퍼차저를 모두 갖추고 있습니다.

이 설계는 더 큰 터보 스풀이 발생할 때까지 낮은 rpm에서 각 과급기 부스트의 장점을 활용합니다.

 

트윈 터보, 바이터보, 쿼드 터보 및 핫 비(Hot Vees)는 어떻습니까?

트윈터보는 2개의 터보차저가 있다는 것을 의미합니다. 이들은 독립적으로 작동하거나(엔진의 각 측면에서 별도의 터보가 작동하는 V형 구성 엔진의 경우와 같이) 직렬로 작동할 수 있습니다.

직렬로 사용하면 소형 터보와 대형 터보가 쌍을 이루며, 이 경우 작은 터보가 빠르게 스풀업되어 터보 지연을 줄이고 배기 흐름이 증가함에 따라 더 큰 터보가 부스트를 공급하기 시작합니다.

일부는 전자를 Biturbo(Mercedes는 많은 AMG 자동차 Biturbos 배지)라고 하고 후자는 트윈 터보라고 하지만 우리는 이 구분을 하지 않습니다. 당연히 쿼드 터보는 Bugatti Chiron에서와 같이 4개가 있음을 의미합니다.

 

대형 W-16 엔진은 두 쌍의 순차 터보차저를 사용합니다. 수년 동안 대부분의 터보차저 V형 엔진은 V형 밸리로 유입되는 공기와 함께 엔진 바깥쪽의 배기 매니폴드에 터보를 걸었습니다.

최근에는 이를 반대로 하고 V형 차량 내부에 자리 잡은 배기 배관과 터보를 사용하여 V형 차량의 바깥쪽 측면으로 흡입 공기를 공급하려는 움직임이 있었습니다. 이것은 엔진의 전체 크기를 크게 줄이는 이점이 있으며 적절한 후드 환기로 후드 아래 온도를 낮출 수 있습니다.

 

장점과 단점

이러한 파워 부스팅 기술 각각에는 장점과 단점이 있지만 휠 뒤에서 가장 분명한 차이점은 터보차저 자동차에서 특히 스로틀을 깊이 밟을 때 오른발에 대한 반응이 약간 지연된다는 것입니다.

터보 차저는 추가 출력을 제공하기 전에 "스풀링"하는 데 잠시 시간이 필요하기 때문에 배기 열과 압력이 가속 페달을 밟은 후 터보가 회전할 만큼 증가하는 데 1초가 걸립니다. 명백한 이유로 "부스트 지연" 또는 "터보 지연"이라고 합니다.

대조적으로 과급기는 지연이 없습니다. 공기 펌프가 엔진의 크랭크축에 직접 연결되어 있기 때문에 항상 회전하고 즉각적으로 반응합니다. 그것이 제공하는 파워 부스트, 따라서 바지 시트를 통해 느끼는 엔진 반응은 가속 페달을 밟는 거리에 정비례하여 즉시 증가합니다.

터보의 주요 단점은 부스트 ​​지연이지만 슈퍼차저는 효율성입니다. 슈퍼차저는 엔진 자체의 동력을 사용하여 스스로 회전하기 때문에 엔진 회전수가 올라갈수록 더 많은 동력을 사이펀합니다. 이러한 이유로 슈퍼차저 엔진은 연료 효율성이 떨어지는 경향이 있습니다. 그러나 즉각적인 킥-유-인-더-백 스로틀 응답으로 메가 파워를 개발하려면 과급이 규칙입니다.