과급기란?- 정의, 유형 및 작동

슈퍼차저란?

과급기는 내연 기관에 공급되는 공기의 압력 또는 밀도를 증가시키는 공기 압축기입니다. 이것은 엔진의 각 흡기 주기에 더 많은 산소를 제공하여 더 많은 연료를 태우고 더 많은 일을 하도록 하여 출력을 증가시킵니다.
과급기의 동력은 엔진의 크랭크축에 연결된 벨트, 샤프트 또는 체인을 통해 기계적으로 제공될 수 있습니다.
일반적인 사용법은 과급기라는 용어를 기계적으로 구동되는 장치로 제한합니다. 배기 가스로 구동되는 터빈에 의해 동력이 대신 제공되는 경우 과급기는 터보 과급기 또는 터보 과급기 또는 과거에는 터보 과급기로 알려져 있습니다.

슈퍼차저는 어떻게 작동할까?

슈퍼차저는 진공을 생성하지 않고 대기압보다 높은 압력으로 공기를 압축하여 흡입량을 늘립니다. 이것은 엔진에 더 많은 공기를 공급하여 "부스트"를 제공합니다. 부스트에 공기가 추가되면 충전에 더 많은 연료를 추가할 수 있으며 엔진의 출력이 증가합니다.
기본적으로 과급기는 공기 압축기로 작동합니다. 벨트 또는 체인은 엔진의 크랭크축을 과급기 로터에 연결하여 압축기가 작동하는 데 필요한 동력을 제공합니다.
Roots 슈퍼차저는 한 쌍의 로터를 통해 작동하여 고속으로 공기를 흡기 포트로 불어넣습니다. 그러면 포트에 더 많은 양의 공기가 포함되므로 압축됩니다. 결과적으로, 이것은 연소실에 더 많은 양의 연료를 분사할 수 있게 합니다(따라서 더 많은 전력이 생성됨).

 

Supercharger Diagram

 

과급기의 종류

1. 원심 과급기
원심 과급기는 원심력을 이용하여 매니폴드 공기압(MAP)을 높이는 특수 유형의 과급기입니다. 증가된 MAP는 엔진이 더 많은 연료를 연소할 수 있도록 하여 출력을 증가시킵니다.
원심 과급기는 일반적으로 엔진의 크랭크축에서 벨트 구동 또는 기어 구동을 통해 엔진 전면에 부착됩니다.
원심 과급기는 자동차, 트럭, 선박, 항공기, 오토바이 및 UTV를 포함하되 이에 국한되지 않는 많은 응용 분야에서 사용됩니다.
원심 과급기에는 두 가지 유형이 있습니다.

자동차 과급기
원심 과급기는 성능 향상을 위한 추가 부품으로 애프터마켓에서 인기를 얻고 있습니다. 설계상 원심 과급기는 공랭식 또는 공랭식 냉각을 쉽게 통합할 수 있습니다. 몇몇 회사는 원심 과급기를 만들고 또한 집에서 정비공이나 자동차 애호가가 쉽게 설치할 수 있는 완전한 시스템으로 제공합니다.
항공기 과급기
기압은 고도에 따라 감소하기 때문에 공기 압축은 항공기가 상승할 때 엔진 출력을 유지하는 데 도움이 됩니다.

2. 루트형 슈퍼차저
루트 유형에는 에피 사이클로이드 모양의 두 개의 로터가 있습니다. 로터는 동일한 크기로 맞물려 있으며 2개의 다른 샤프트에 장착 및 고정됩니다. 하나의 샤프트는 V-벨트 또는 기어 트레인(거리에 따라 다름)을 통해 엔진에 의해 구동됩니다. 각 로터는 요구 사항에 따라 2개 또는 2개 이상의 로브를 가질 수 있습니다. 공기는 입구를 통해 들어가고 출구로 가는 도중에 갇히게 됩니다. 결과적으로 출구의 압력이 입구보다 클 것입니다.

3. 트윈 스크류 슈퍼차저
트윈 스크류 과급기는 웜 기어 세트와 유사한 한 쌍의 맞물림 돌출부를 통해 공기를 당겨 작동합니다. Roots 슈퍼차저와 마찬가지로 트윈 스크류 슈퍼차저 내부의 공기는 로터 로브에 의해 생성된 포켓에 갇혀 있습니다.
그러나 트윈 스크류 과급기는 로터 하우징 내부의 공기를 압축합니다. 로터에 원추형 테이퍼가 있기 때문입니다. 즉, 공기가 충전 측에서 배출 측으로 이동함에 따라 에어 포켓의 크기가 감소합니다. 공기 주머니가 줄어들면서 공기는 더 작은 공간으로 압축됩니다.
이것은 트윈 스크류 과급기를 더 효율적으로 만들지만 스크류 타입 로터는 제조 공정에서 더 많은 정밀도를 요구하기 때문에 비용이 더 많이 듭니다. 일부 유형의 트윈 스크류 과급기는 Roots 과급기와 같이 엔진 위에 있습니다.
그들은 또한 많은 소음을냅니다. 배출구에서 나오는 압축 공기는 소음 억제 기술로 억제해야 하는 윙윙거리는 소리나 휘파람을 생성합니다.

4. 베인형 과급기
과급기의 드럼에는 여러 개의 베인이 장착되어 있습니다. 이 베인은 미리 압축된 스프링을 통해 바깥쪽으로 밀려납니다. 이 배열은 베인이 신체의 내부 표면과 접촉을 유지하는 데 도움이 됩니다.
이제 편심 회전으로 인해 두 베인 사이의 공간은 입구에서 더 많고 출구에서 더 적습니다. 이런 식으로 입구로 들어가는 공기의 양은 출구로 가는 도중의 부피를 줄입니다. 부피가 감소하면 공기 압력이 증가합니다. 따라서 출구에서 얻은 혼합물은 입구보다 더 높은 압력에 있습니다.