[스크랩]  터보차저의 성능

 

터보차저는 엔진회전수에 따른 유량변화와 유체의 속도, 기계적 마찰손실에 따라 효율이 결정된다.

 

터빈 휠의 사이즈는 클수록 배기가스와 접촉하는 면적이 증가하여 고속영역에서 축의 회전수를

높이는데 유리하지만 회전부의 무게가 증가하여 저속영역에서 불리하고 사이즈를 작게 하면 관성

중량이 작아 낮은 배기가스 압력에서도 쉽게 회전하므로 저속영역에서는 유리하지만 고속영역으로

갈수록 배압이 급격히 상승하여 축의 회전수 상승이 제한되면서 가스교환손실과 연료소비량도

증가하므로 터빈 휠의 사이즈는 엔진의 배기량과 성격, 자동차의 용도에 따라 결정한다.

 

엔진회전수가 낮은 상태에서도 부스트 압력이 발생할 수 있도록 축의 회전수를 확보하기 위하여

유로를 좁히고 유량이 많은 고속영역에서는 유로를 넓혀 터빈 휠에 도달하는 배기가스가 많도록

하는 각종 가변기술이 많이 사용되고 있으며 초기 가동부하와 마찰손실을 줄이기 위하여 플레인

베어링에서 볼 베어링의 사용이 증가하고 있다.

 

터보차저의 성능을 나타내는 기준은 배기가스가 터보에 들어와 실제로 터빈 휠을 돌리기 시작하는

유로의 직경 A(Area)와 A의 중심과 터빈 휠을 중심까지의 거리 R(Radius)의 비율인 A/R비와 터빈휠의

사이즈를 나타내는 Trim값으로 나타낸다.

 

그림 A/R비

 

 

터빈 하우징 사이즈로 결정되는 A/R비는 그림과 같이 A가 6.5cm이고 R이 10cm라면 AR비는

0.65이며 A/R비가 클수록 저속에서는 불리하지만 고속에서 유량이 증가하는 특징이 있다.

 

그림 AR비에 따른 출력변화

 

배기가스는 터빈 휠의 옆부분에서 유입되어 터빈 휠을 돌리고 중심부로 빠져나가는데 배기가스가

유입되는 부분의 지름을 인듀서(inducer)라고 하고 빠져나가는 부분의 지름을 익스듀서(exducer)라고

하며 터빈의 반대쪽인 컴프레서쪽은 날개의 중심부에서 공기가 흡입되어 날개의 옆부분을 통과하여

엔진으로 들어가는데 컴프레서 휠 역시 공기가 흡입되는 부분의 지름을 인듀서라고 하고 흡입공기가

빠져나가는 부분의 지름을 익스듀서라고 한다.

 

그림 인듀서와 익스듀서

 

 

 

트림(trim)값은 지름이 큰 쪽의 2승값 을 작은쪽의 2승값으로 나누어 100을 곱한 것으로 터빈 휠은

인듀서가 크고 컴프레서 휠은 익스듀서가 크다.

 

트림값이 크면 유량이 증가하므로 고속영역에서는 유리하지만 저속에서 불리하고 트림값이 작으면

흐름저항이 작아 저속영역에서 유리하지만 고속에서는 불리하므로 트림값은 AR비와 함께 고려하여

엔진의 성격에 맞게 결정한다.

 

출처 : 사브오너스클럽

글쓴이 : 최봉영[마산] 원글보기

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