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제 목       터보인터 쿨러
작 성 자       TJAUTO
1. 터보(Turbo) : 이것은 자동차에서 엔진의 출력을 높여주는 부가적인 장치입니다. 원래는 비행기의 엔진에서 출력을 순간적으로 높여줄때 나온 기술인데 자동차쪽에 응용이 된것입니다.

자동차의 엔진이 연료를 연소할때 상당히 뜨겁고 압력이 높은 가스가 나오게 되는것인데(머플러 부분은 그렇게 뜨겁거나 압력이 크지 않지만 환경을 위해 중간에서 이것을 걸러주게 됩니다. 즉, 압력도 낮추고 온도도 낮추고 게다가 매연같은것도 잡아 줍니다. 머플러가 고장난 자동차는 대포알 쏘는 소리가 나죠) 이것을 이용해서 별도로 준비된 팬(Fan)을 돌려줍니다. 이것을 보통 터보챠져(Turbo Charger, 슈퍼챠저라는것도 있는데 같은것이지만 원리가 조금 다릅니다.)라고 부르는데 공기를 압축시켜주는 컴프레셔 역할을 합니다. 이곳에서 압축된 공기는 다시 엔진안으로 들어가면서 연료와 혼합되어 연소되게 됩니다.

이럴 경우 거의 자연 흡기력(자연흡기와 엔진의 피스톤이 내려올때 발생하는 진공흡기)에 의존하던 엔진이 상당히 고압의 공기와 연료를 들여 오게 돼니 상하 왕복 운동을 더욱 빠르고 힘있게 하게 돼는것입니다. 이때 거의 3-40% 정도 엔진의 힘이 좋아 지게 됩니다. 참으로 매력적인 장치이지요.? 보통 제대로 만들기만 하면 120-130 마력하는 2,000cc 엔진을 3-400 마력짜리로 만들어 줄수도 있습니다.

우리나라에서는 현대자동차의 스쿠프가 최초의 승용차용 터보 차량이 아니었나 생각됩니다.


2. 인터쿨러(Intercooler) : 인터쿨러는 터보와 빼놓을수 없는 장비로 연소된 배기가스는 고온/고압이고 이것을 터보챠저에서 더욱 압축하게 되는데 이렇게 되면 온도는 더욱 올라가게 됩니다. (기체를 압축하면 온도가 상승해요) 이럴경우 그안에 포함되는 산소의 양이 줄어 들게 되어 실제로는 연소비 조금 불리합니다. 즉, 산소가 있어야 제대로 연소가 돼겠지요.? 그래서 인터쿨러라는 장비를 이용해 이 압축된 공기를 냉각시켜 주게 됩니다. 따라서 터보차량에는 거의 반드시 인터쿨러를 장착해야 하는 이유가 그것입니다.

인터쿨러는 보통 공랭식을 사용하게 돼는데 인터쿨러용으로 버스나 트럭의 경우 앞쪽에서 공기를 받아 들이는 반면에 승용차나 유틸리티(우리가 보통 찝차라고 불르는) 차량들의 경우는 그렇게 하면 조금 손해를 보기 때문에 엔진 후드쪽에 구멍을 뚫어서 별도로 공기를 끓어 들입니다. 지나가다가 엔진후드에 별도의 구멍이 있는 차량을 발견하실수 있을겁니다. 그리고 공냉식 인터쿨러는 저속에서 공기의 흡입량이 적어저 수냉식에 비해서는 조금 불리한점이 있습니다.

또 수냉식을 이용하는 차량도 있는데 공냉식에 비해 냉각하는 효율이 상당히 높지만 구조가 조금더 복잡해지고 그래서 비용도 올라가게 됩니다. 더불어 중량이 늘어나게 돼겠지요.


그래서 Intercooler Turbo라고 하면 터보장치와 인터쿨러 장치를 동시에 장착한 차량이라고 생각하시면 됩니다. 그런데 왜 버스나 트럭에서 이러한 문구를 발견하기 쉬우냐면은 게솔린 차량보다는 디젤차량이 터보를 장착해서 얻는 이득이 큽니다. 따라서 디젤을 이용하는 버스나 트럭에서 주로 이 장치를 사용하고 승용차쪽에서는 스포츠카들에 이러한 장치들을 주로 사용합니다.

게솔린 차량은 터보를 사용할경우 엔진에서 제대로 연소가 되지않는 노킹(실린더 내부에 연료가 들어와 터져야 돼는데 불꽃이 압축 최고점에서 점화되지 않고 미리 혹은 늦게 점화되어 연료가 제대로 연소되지 않아 힘이 떨어지는)현상이 잘 발생해서 그래서 제작하는데 아주 고도의 노하우가 필요하고 가격도 비싼것입니다.

3. 이러한 인터쿨러 터보차량은 좋은 휘발유를 넣어 주는것보다 엔진의 각 부품들에 가해지는 충격이 크기 때문에 윤활유를 제때 제때 잘 갈아줘야만 엔진의 무리가 가지 않습니다. 물론 터보차량이라고 해서 엔진이 조기 노화되거나 그렇지는 않습니다.

4. 터보렉(Turbo Lag) : 터보 장치가 나올때 꼭 나오는 말중의 하나가 이것입니다. 터보 차량은 터보장치가 작동돼기 위해서 어느정도의 조건을 충족시켜줘야 하는데 그중 하나가 자동차의 속도와 엔진의 회전수입니다. 즉, 저속에서는 터보장치가 제대로 힘을 발휘하지 못해서 일반 터보 차량의 경우 엑셀레이터를 순간적으로 꾹! 눌렀는데 차가 그에 맞추어서 쀼웅~~ 하고 나가야 돼는데 누가 뒤에서 끌어 당기는 느낌같이 조금 있다가 쀼웅 하고 튀어나갑니다. 즉, 그만큼 터보장치가 작동돼는데 엔진의 회전과 속도가 부치니깐 반응이 조금 늦게 오는것입니다. 따라서 저속에서는 별로 효과를 못보게 됩니다.

따라서 터보차량중에는 같은 사이즈의 터보장치를 한개 달기 보다 그 1/2 크기 정도의 토보 장치를 두개 달아서 저속에서는 한개가 돌아 가고 고속에서는 두개가 같이 돌게 만들어 놓은 것들도 있습니다. 이럴경우 어느속도나 엔진회전대에서도 골고로 반응을 하게 됩니다.

시판차중에는 지금은 나오지 않지만 미쯔비씨 3000 GT라는 차가 있었는데 이중에 터보 모델도 있습니다. 물론 이녀석이 터보렉이 좀 심해서 몰기 좀 그렇지만 개인적으로 참 좋아했던 차중의 하나입니다.

터보, 참 재미있는 장치죠.?

그리고 물어 보신것이 흠..

5. 사륜구동(4WD) : 4 WHEEL DRIVE 라는 약자입니다. 즉, 4 바퀴가 동시에 동력을 전달받아 굴러 간다는 것입니다. 요즘에 나오는 차량들은 대부분 앞에 2개의 바퀴만 엔진의 동력을 전달받아 굴러 갑니다. 뒤에 두바퀴는 그냥 끌려 오는것이죠. 예전의 프린스라는 모델은 뒷바퀴를 굴려주고 앞바퀴는 밀려가는 형상이었습니다.

그런데 이 4WD라는 것은 주로 유틸리티 차량에 장착을 하는데 네 바퀴에 동시에 동력을 전달해 주니깐 어떠한 지형에서도 골고로 힘을 주어 제대로 갈수 있게 만들어 놓은것입니다. 평지에서는 두바퀴만 돌려 주고 조금 험한 길이나 비포장 도로가 나오면 이 네바퀴를 동시에 돌려주면 참으로 힘있게 차가 움직일수가 있습니다. 특, 도랑이나 눈에 빠졌을때 탈출하기 참 쉽습니다.

제가 전에 살던곳이 눈하고 원수지듯이 많이 오는 곳이었는데 이곳에서 가장 부러워하는 것이 4WD차량입니다. 눈이 아무리 와도 거뜬하거든요. 대신에 네바퀴에 동시에 동력을 전달하다 보니 속도면에서 불리합니다.

그리고 요즘에는 고급 스포츠카 중에도 이러한 4WD를 채택한 차량이 있습니다. 즉, 각 바퀴에 전달돼는 동력을 교묘하게 분산하여 대단한 조종성능을 보여줍니다. 물론 속도도 상당히 빠릅니다. 이러한 차량을 운전하면 급커브에서 대단한 속도로 달려도 바닥에 착! 달라 붙어서 가는 그런 느낌을 받습니다. 특히나 이들 차량은 대부분 FULL-TIME 4WD라고 해서 항상 네바퀴에 동시에 동력이 전달됩니다.


6. ABS(Anti-lock brake system) : 엔타이 락! 브레이크 시스템, 말그대로 브레이크가 잠기는것을 막는 시스템이라는 것입니다. 브레이의 원리는 발로 브레이크를 꾹! 밟으면 이녀석이 브레이크 부스터라는 쪽에 기름을 밀어주면 그녀석이 각 바퀴마다 기름을 쭈욱!! 밀어내서 그 기름의 힘으로 바퀴쪽에 붙어있는 브레이크 패드나 드럼슈가 밀거나 땡겨서 바퀴에 붙어 있는 디스크라는 판을 잡아 주게 됩니다. 그러면 바퀴가 정지하는 것이 기본원리입니다.

그런데 운전을 하다가 급히 브레이크를 밟아야 할 경우 발로 밟는 브레이크를 꾹! 눌렀을때 차량이 진행하는 방향이 100% 정면일수도 없고 또한 바닥의 노면이 각 바퀴마다 다르기 때문에 어느쪽은 빠르고 어느쪽은 느리고 또 어느쪽은 미끄러 지고 어느쪽은 않미끄러고 할때가 있습니다. 이럴경우 노면이 거칠지 않고 미끄러운 쪽은 금방 브레이크의 힘으로 바퀴가 콱! 하고 정지하게 됩니다. 그러면 그 반대쪽은 계속 돌면서 천천히 정지 할려고 하니깐 정지된 바퀴쪽으로 차가 휙!! 하고 돌아 버리게 됩니다.

급한 상황에서 차가 돌게 되면 대형사고의 위험을 안게 됩니다. 즉, 조정이 불가능하니깐 중앙선을 넘어갈수도 있고 어디로 갈지 아무도 모르게 됩니다. 물론 며느리도.. (이게 제 농담 수준이에요) 그래서 ABS라는 장치가 달린 차량을 타면 브레이크를 밟을때 펌프가 자동으로 브레이크로 보내는 기름을 밀어넣었다 풀었다 하면서 1초에서 수십번씩 반복해주게 됩니다. 그러면 한번 꾸욱! 기름을 밀어 주었을때 보다 훨씬 바퀴가 일정하게 정지하게 됩니다. 즉, 예측이 가능하게 되는것이죠.

게다가 요즈음은 이곳 각 바퀴에 센서를 달아 놓아서 어느것이 얼마만큼 돌아 주는지 서는지 감지해서 각 바퀴를 일정하게 정지할수 있게끔 도와주는 장치입니다. 아주 요긴하고도 안전을 위한 장치입니다.

그래서 ABS는 에어백과는 상관없이 그 차량에 ABS AIRBAG 뭐 이런 스티커가 붙어 있어면 ABS도 달리고 AIRBAG독 달리고 뭐 그렇게 이해 하시면 될겁니다. 에어백과 관련된것은 SRS뭐 이런말을 사용할겁니다. 그리고 TCS(트렉션 컨트롤 시스템)라고 바닥의 노면을 미리 감지해서 샥(보통 쑈바)을 딱딱하게 하거나 물렁하게 해주는 장치도 있고 등등..

자동차에는 이처럼 많은 새로운 장치들이 달리게 됩니다. 조금 내용이 길어서 읽어 보시기 불편하시지만 한번 읽어 놓으시면 평생 궁금해 하시지 않아도

>> 터보 인터쿨러 엔진이 타 엔진에 비해 장 단점하구요...

장점 :
- 같은 배기량의 엔진으로 더 많은 마력과 토크를 낼 수 있습니다.
그래서, 배기량에 기준하여 자동차세를 매기는 우리나라나 일본에서는 터보차량이 더욱 인기가 있습니다.
- 스포티지의 경우, 옆에 Turbo intercooler라고 붙어있는 스티커가 예쁩니다.

단점 :
- 가격이 비쌉니다.
- 장치가 복잡하므로 고장날 확률도 높아집니다.
- 터보랙이 있어서 토크가 부자연스럽다는 느낌이 듭니다. (이걸 즐기는 분도 있지만...)
- 저RPM에서는 (터보가 작동하지 않을 때에는) 자연흡기 엔진에 비해서 토크가 현저히 떨어진다는 느낌이 듭니다.

>> 터보 인터쿨러 엔진이 작동 시기와 원리도 궁금하구요...

자동차 엔진은 공기와 연료를 혼합하여 폭발시켜서 힘을 얻는 장치입니다.

같은 배기량으로 더 많은 힘을 얻으려면 연료를 더 많이 넣어서 폭발시키면 힘을 더 얻을 수 있겠지만, 산소의 추가 공급 없이는 불가능합니다...

그래서 과급장치로 공기를 압축시켜서 단위부피당 산소의 양을 증가시켜서 엔진에 밀어넣는 장치가 터보입니다... 압축시키면 같은 공간에 더 많은 산소를 공급할 수 있으니, 더 많은 연료를 넣어서 폭발시킬 수 있겠죠? 폭발력이 크면 -> 힘이 더 쎄집니다... 이것이 터보 엔진입니다...

하지만 모든 기체는 압축시키면 필연적으로 온도가 상승하게 되므로 (PV=nRT 공식에 의해서) 일정 이상 압축시키기가 힘들어집니다.. 그래서 압축된 공기를 식혀서 단위부피당 산소의 양을 증가시키는 장치를 만들었는데, 이것이 인터쿨러입니다...

합쳐서 터보 인터쿨러가 되었죠...

과급장치에는 두 가지가 있는데, 터보 차저와 슈퍼 차저입니다...

터보 차저는 배기가스의 에너지를 이용하여 과급기를 동작시키는 장치이고, 엔진이 일정 RPM 이상으로 올라가면 동작하게 되어있습니다... 덕분에 터보가 동작하기 위해서는 터빈이 정지상태에서 제대로 돌아가는 시간까지 일정 시간동안 랙이 생깁니다... 이것이 터보랙이죠... 대용량 터보일수록 관성 모멘텀이 크므로, 랙 타임이 길고, 저용량 터보는 상대적으로 짧습니다...

이 터보랙을 줄이기 위해서 트윈 터보를 달아서 저RPM에서는 용량이 작은 터보를, 고RPM에서는 많은 힘을 얻기 위해서 대용량 터보를 작동시키는 차들도 있습니다... (두 개를 달지않고, 하나로 해결하는 놈도 있습니다만... 넘어갑니다..)

슈퍼차저는 엔진 크랭크에 직결되어서 과급기를 동작시키게 되어있으므로, 상시 동작하게 되므로 터보랙이 없지만, 대신 언제나 과급기에 동력을 전달해야하므로 정속 주행시에도 연비가 떨어진다는 단점이 있고, 장치가 크다는 단점도 있습니다...

>> 가장 궁금한 건요... 이 차량 관리시 주의할 점과 요령입니다.

터보 엔진들은 자연흡기 엔진에 비해서 열이 많이 발생하므로 엔진 오일, 냉각수, 공기 필터 등에 많은 신경을 기울여주셔야 합니다...

자연흡기 엔진들은 장시간 과격한 운전 후, 엔진이 뜨거워진 상태에서 갑자기 엔진을 정지시켜도 고장이 날 정도의 무리는 없지만, 터보 차량은 엔진 내부나 흡기 쪽에 고압이 남아서 부품의 손상이 가는 것을 막기위해서 정지상태에서 저RPM(아이들링 상태)으로 30초~수 분 동안 엔진을 공회전시켜주는 것이 좋습니다..

또한 자연흡기 엔진에 비해서 열이 많이 많이 발생하므로 정차 상태에서 일정시간 공회전을 시켜서, 냉각수를 순환시켜서 열을 식혀야 열에 의한 변형을 막일 수 있습니다... 보통 타이머가 달린 원격시동기로 공회전시키는 수고를 덜고 계시더군요..

더 중요한 것은 출발시의 공회전인데, 최초 엔진 시동을 건 후에 아래쪽으로 모여있던 오일들이 터보 터빈까지 순환하는데 걸리는 시간이 수십초 가량 걸리므로(갤로퍼 TCI는 17초 가량, 스쿠프 터보는 25초 가량) 이 시간 동안은 절대로 터빈이 작동되는 고RPM을 써서는 안 됩니다... 오일이 공급되지 않은 상태에서 터빈을 돌리면, 터빈이 쉽게 망가집니다...

출발한 이후에도 최초 몇 분 정도는 저RPM 운전을 하는 것이 터보 차량을 오래 쓰는 비결입니다...
작 성 일 : 2006/11/15, 조 회 : 14566        
  
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