[터보] 튜닝의 기본 자료.. 참조용..

○ 터보튜닝 클럽 투스카니 닥터봉님 글에서... ★★★ 1. 나는 진정 터보를 원하는가? 터보 튜닝의 매력이라면, 자연흡기에 비해 그다지 큰 돈을 들이지 않고 출력을 향상시킬 수 있는 방법입니다. 또한, 세팅에 따라서 여러가지 "맛"을 느낄 수 있는 방법이기도 합니다. 그러나, 그 이후에 소모되는 유지, 관리에 대해서 잘 모르기 때문에 꺼려지는 것도 사실입니다. 보통 "고속도로에서 속도전 에 지기 싫다", "국도 와인딩의 강자가 되고 싶다", "출퇴근용으로 쓰면서 주말에 즐기고 싶다", "속도 자체가 좋다"등등 각각의 목적이 다를 것입니다. 그 목적에 부합한 세팅들에 대해서도 알아보겠습니다. ★★★ 2. 터빈의 선택 (choose your turbin) 요즘 터보 세팅의 양대 산맥이라고 볼 수 있는 가레트 T3터빈과 가레트 GT터빈에 대해 살펴보겠습니다. 다른 회사, 즉 그리디, HKS, KKK, IHI 터빈등에 비해 상대적으로 저렴한 가격과 큰 차이없는 성능으로 요즘 많이 쓰이고 있는 터빈들입니다. 그러나, 성 능도 약간 부족하지만, 그 내구성에 대해서도 아직은 명백한 데이터가 없는 것은 여지껏 터보튜닝에 대한 정보공유가 그렇게 활발하지 않았기 때문일 수 도 있습니다. 1) 작은 터빈들.. (냉각수 라인을 따로 갖지 않는 터빈) ⓐ T3 터빈은 IHI-1420, 그리디 518z 터빈과 비슷한 하우징과 풍량을 보입니다만, IHI터빈은 독보적인 리스폰스를, 그리디 터빈은 리스폰스도 좋으면서 상대적으로 풍부한 풍량을 자랑하며, T3는 리스폰스가 약간 느리고 풍량도 그렇게 풍부하지는 않지만, 저렴한 가격과 AS로 시장을 잠식하고 있습니다. T3터빈으로 세팅을 하는 경우 0.5바 180마력 0.8바 210마력 1바에서 230마력 정도의 출력향상을 보일 수 있으며, 이는 흡기필터, 배기라인, 흡기라인 및 여타 다른 부속에 따라 편차가 있을 수 있습니다. [터빈 블리츠 k1-380도 추가. 380마력짜리지만 비교적 빠른 반응으로 3200~3500사이에 부스트 터진 다.] ⓑ 일반적으로 알피엠이 3000 정도로 상승하게 되면, 터빈에서 흡입공기의 압축이 일어나기 시작하며, IHI 터빈의 경우에는 200~300알피엠 정도 낮은 수 준에서 이미 압축이 시작되는 좋은 리스폰스를 보입니다. 518z등의 터빈은 3000~3500정도로 그렇게 리스폰스가 빠르지는 않지만, 상대적으로 풍부한 풍 량을 보입니다. (이러한 공기의 압축이 일어나기 전까지 알피엠이 상승하는 구간을 "터보레그" (turbo lag)라고 부릅니다. ⓒ 빠른 리스폰스를 보이는 만큼, 국도나 시내주행에서 발군의 성능을 보입니다. 그러나 배기하우징이 작고, 터빈내에 냉각수라인이 없어 배기온도에 민 감할 수 밖에 없으며, 이런 배기온이 1000도 이상으로 올라가는 경우 터빈의 내구성에 심한 영향을 끼칠 수 있습니다. 또한, 저알피엠에서의 성능이 좋 은 만큼 고알피엠에서의 성능이 상대적으로 부족합니다. 작은 하우징으로 인해 부스트를 지나치게 올린다면, 터빈의 내구성에 무리가 갈 수 있습니다. 일반적으로 1.2바 이상을 권하지 않습니다. ⓓ 국도를 와인딩하시거나 출퇴근용 차량에 부담없는 세팅이라고 말할 수 있습니다. T3급 터빈의 토출마력에 불만이 있다면, 그리디 518z 터빈이나 KKK 사의 터빈을 추천하고 싶으며(비싸지만..), 독보적인 리스폰스를 원하신다면 IHI터빈을 추천합니다. 2) 상대적으로 큰 터빈들.. (냉각수 라인을 가지고 있는 터빈) ⓐ GT 터빈은 상대적으로 큰 하우징과 임펠러를 가지고 있으며, 풍부한 풍량을 보이는 터빈입니다. GT-25급과 GT-30급 터빈이 시장의 주류를 이루고 있으며, 비슷한 하우징을 보이는 터빈으로 그리디 TD06, 혹은 T67터빈등을 꼽을 수 있겠습니다. 하지만 비싸죠.. ^^* GT-25급 터빈으로는 1바 250마력, GT-30급 터빈으로는 1바 280마력정도의 세팅이 무리가 없으며 작은 터빈보다 좋은 내구성으로 약간 더 높은 부스트를 사용할 수 있습니다. ⓑ 드레그 머신으로 세팅을 해도 손색이 없을만큼 풍부한 풍량과 내구성을 보이지만, 4000알피엠부터 부스트가 뜨는 느린 리스폰스가 단점입니다. 또 한, 자체적으로 냉각수와 오일라인을 갖추고 있어 더욱 내구력을 보장하지만, 이러한 내구성에 대한 관리를 위해서 수온 및 유온게이지가 필수라고 할 수 있습니다. ⓒ 터보레그가 길고, 높은 알피엠에서 최대의 성능이 나오는 만큼 고속도로에서 고속 항속주행시 가장 뛰어난 성능을 보인다고 할 수 있으며, 이해가 안 되실지 몰라도 드레그차량들에게 가장 널리 쓰이는 터빈이기도합니다. ⓓ 터보레그가 긴 만큼, 낮은 알피엠에서는 NA차량과 별다를바 없는 주행이 가능하며, 출퇴근용으로 사용할때, 어이없이 좋은 연비를 보일 수 있습니 다. 메이커에서 내구성에 무리가지 않는 세팅을 1.5~1.8바까지 이야기하고 있습니다. 3) 작은 터빈과 하이캠의 궁합 일반적으로 작은 터빈들은 빨리 부스트가 올라가는 반면 고알피엠에서는 그 토출풍량이 일정한 탓에 토크의 하락이 일어납니다. 이것을 보완하고자 작 은 터빈과 270도 근처의 하이캠을 같이 장착하는 경우가 있습니다. 그런 세팅의 경우 초반리스폰스도 좋고, 후반에서는 오버랩되는 캠의 듀레이션으로 토크의 하락없이 지속적인 가속력을 얻을 수 있으며, 보통 하이캠 없이 250마력정도의 차량에서 캠의 적용으로 270마력 이상의 출력을 얻을 수 있습니 다. 마력의 수치도 올라가지만, 고알피엠에서 토크의 하락없이 끊임없이 가속되는 차의 느낌에서 터보와 NA의 만남이 얼마나 좋은 시너지 효과를 거둘 수 있는지 알 수 있으실 것입니다. T3급 터빈을 사용하시다가 부스트의 유혹에 빠져 점점 부스트를 올리다가 종국에와서 큰 터빈으로 업그레이드를 계획 하시는 분들이라면, 터빈과 하이캠의 조화를 생각해봄직 합니다. 하지만, 작은 터빈의 특성상 고알피엠에서 배기가스의 배출이 용이하지 않아 실린더 내 의 압력이 계속 높은 경우 실린더 내의 충진률이 떨어지는 배기간섭으로 인한 출력의 저하가 있을 수 있습니다. 충분한 용량의 하우징을 갖는 큰터빈이 아닌 이상 배기캠까지는 권하고 싶지 않습니다. ★★★ 3. 가스켓 VS 터보용 피스톤 (gasket vs piston for turbo) 게시판을 읽다보면 압축비라는 이야기가 나오는 것을 읽으신 적이 있으실 것입니다. 터보를 장착한 차량의 경우 높은 압력으로 공기와 연료를 분사하기 때문에 내구성과 성능향상을 위해 피스톤이 가장 높이 올라오는 시점이 순정차량보다 약간 낮아야 합니다. 이는 두가지 방법이 있는데, 1) 가스켓을 사용하는 경우는 두꺼운 가스켓을 엔진헤드와 엔진블록사이에 넣어서 실린더의 용적을 높여 순정차량과 동일한 피스톤의 위치를 보이지만, 헤드가 올라가서 압축비를 떨어트립니다. 즉, 천정을 높여버리는 방법.. 가스켓을 사용하면 가스켓자체의 내구성이 문제가 되어, 높은 부스트로 세팅할 때 권하지 않는 방법이며 통상 0.8바 이하의 세팅에서 사용하는 방법으로 보시면 되겠습니다. 2) 터보용 피스톤 (주물, 단조) 를 사용하는 경우는 순정 피스톤과 비교시 피스톤의 윗면이 오목하게 들어가서 압축비를 낮추는 구성을 보입니다. 엔진 헤드와 블록이 정상적인 위치를 차지하므로 훨씬 좋은 내구성을 보이는 세팅이라 볼 수 있습니다. ★★★ 4. 커넥팅로드 (connecting rod) 출력을 많이 올린 차량에 있어서는 피스톤에서의 폭발력이 순정차량에 비해 거의 2배 이상으로 올라가기 때문에 피스톤과 크랭크축을 연결시켜주는 커 넥팅로드가 휘거나 변성이 되어 엔진이 망가질 수 있습니다. 따라서 300마력 이상의 고출력차량을 세팅할 의향이 있다면, 터보용 커넥팅로드가 필요하다 고 할 수 있습니다. ★★★ 5. 배기라인 (Exhaust) 주물 매니폴드나 스텐레스 매니폴드부터 엔드머플러까지의 경우 그 직경이 중요한 요소입니다. 일반적으로 T3급의 세팅에서는 58~63파이 정도를 그 이 상의 튜닝에서는 68파이나 76파이의 배기라인을 권장합니다. 하지만, 흡기-배기캠을 사용하는 세팅에서는 조금 더 큰 직경의 배기라인을 권장하기도 합 니다. 너무 작은 배기라인은 후반 토크를 저해하면서 배기간섭을 조장할 수 있고, 너무 큰 배기라인은 초반 토크의 하락으로 시내주행에서 짜증을 유발 할 수 있습니다. 또한 머플러 꺾기, 레조레이터 추가등의 방법으로 적절한 배압을 찾을 수 있습니다. ★★★ 6. 웨이스트게이트와 엑츄에이터 (waste gate & actuator) 터빈의 구조는 배기가스가 배기 임펠러라고 부르는 프로펠러를 회전시키고 이 축과 연결되어있는 반대쪽 흡기 임펠러를 회전시켜 엔진으로 들어가는 공 기를 압축합니다. 보통 몇 바(bar)라고 부르는 흡기의 압력이 너무 높은 경우 엔진에 무리를 주어 내구성을 급격히 떨어트리므로 일정 이상의 압력으로 압축되는 것을 막는 부품들을 부르는 말입니다. 1) 엑츄에이터는 터빈에 고정이 되어있어, 일정압력이상으로 흡입공기의 압축이 되는 순간 배기가스를 우회시켜 임펠러로 들어오지 못하게 함으로 흡입 압력을 일정하게 유지하며, 이는 통상 0.8바까지, 강화 엑츄레이터의 경우 그 종류에따라 1.2~1.5바의 흡입압력까지 버텨주기도 합니다. 터빈에 딸려나 오는 경우 추가적인 비용이 없습니다. 부스트 조절을 위해서는 터빈아래에 달려있는 엑츄레이터의 스프링을 조절하는 볼트를 조이고 풀고 하는 방법을 써야합니다. [최병수님의 의견추가* : 액츄에이터도 전자식 부스트 콘트롤러로 셋팅값을 조절 할 수 있다.] 2) 웨이스트게이트는 마찬가지의 방법이나 엑츄레이터에 비해 흡입압력을 비교적 수월하게 조절하는 장점을 가지고 있습니다. 전자식 부스트 컨트롤러 와 사용할때는 차안에서 버튼 한방으로 0.5바~1.5바까지 부스트압을 조절할 수 있습니다. 또한 큰 터빈들의 경우 엑츄레이터방식으로 조절할 수 없는 경 우가 대부분이기 때문에 큰 터빈들에 있어서는 필수적인 부품입니다. 일부 저렴한 제품의 경우 압력을 조절해주는 스프링이 시간이 갈수록 탄성이 떨어 져 부스트가 유지가 안되던지, 간혹 설정치 이상의 부스팅이 되는 오버부스트가 될 확률이 있어, 고가의 고출력차량 세팅의 경우 비싸더라도 확실한 성 능을 보이는 제품을 선택해야 할 것입니다. ★★★ 7. 블로우 오프 벨브 (blow off valve) 터빈에서 압축된 공기는 인터쿨러에서 식혀져 엔진안으로 들어갈 준비를 하게 됩니다. 하지만, 운전자가 더이상의 가속을 원하지 않아 엑셀레이터 페달 을 떼게 된다면 엔진으로 들어가기 위해 압축되었던 공기가 다시 인터쿨러를 통해 터빈의 임펠러를 거꾸로 돌리면서 빠져나와야 할 것입니다. 이러한 임 펠러의 역회전은 터보레그를 조장할 뿐만 아니라 그 수명을 단축시킬 수 있어, 압축되었던 공기를 인테이크 파이프 중간에서 빼내는 장치를 블로우 오 프 벨브라고 부릅니다. SARD, 스핀휠, TIAL, BLITZ, HKS등 여러 제품마다 특징적인 소리가 있고, 이 소리는 부스트압의 정도나 여타 다른 상황에 따라 다양하게 변하기도 합니다. 마찬가지로 몇몇 제품은 높은 부스팅에서도 내구성을 갖는 반면, 잦은 사용으로 인한 스프링의 변성으로 그 성능을 발휘할 수 없기도 합니다. 높은 부스팅을 사용하는 차량의 경우 고가의 제품을 사용하시기를 권장드립니다. 하지만 0.8바 이하의 세팅에서는 특별히 비싼 제품 을 사용할 필요는 없습니다. ★★★ 8. 인터쿨러 (intercooler) 터빈에서 압축되어 고압, 고온이 된 흡입공기가 엔진안으로 들어가기 전에 식혀주는 장치입니다. 기체의 특성상 온도가 높아지면, 그 부피가 커지는 만 큼 공기중 21%를 차지하는 산소를 엔진에 많이 집어넣어주기 위해서는 고압이면서 저온의 흡입공기를 만들어 줘야할 것입니다. 따라서 흡기온을 떨어트 리는 방법으로 인터쿨러를 설치하게 됩니다. 하지만, 터빈에 비해 지나치게 큰 인터쿨러를 사용한다면, 인터쿨러 안의 공기까지 전부 압축하는데까지 시 간동안 터보레그가 발생하게 되어 차의 성능이 오히려 저하될 수 있으며, 너무 작은 인터쿨러를 사용하는 경우 흡기온이 너무 높아져, 흡입산소가 없어 출력이 저하되던지, 흡입되는 산소의 양에 맞춰 분사되는 연료와 부조화를 이루어 배기온을 상승시킬 수 있습니다. 따라저 적절한 인터쿨러의 선택이 필 요합니다. ★★★ 9. 인젝터 (injecter) 엔진의 실린더 안으로 연료를 쏴주는 부품입니다. 터보차의 경우 실린더 안의 압력이 순정차량에 비해 많이 높아지므로 순정 인젝터로는 충분한 양의 연 료를 분사할 수 없어 장착하는 부품입니다. T3 0.5바 세팅의 차량의 경우 대배기량 차량의 인젝터를 사용해도 큰 문제가 없지만 0.8바 이상의 세팅에서 는 대용량 인젝터를 사용해야 합니다. 중복투자가 가장 많이 일어나는 부품이기도 합니다. ★★★ 10. 흡기필터 (intake filter) 터보차량의 경우 터빈에 달려있는 필터를 보신적이 있으실 것입니다. 터빈에서 압축되어 엔진으로 들어가는 공기를 여과하기 위한 장치입니다. 필터가 없이 철망만 설치하거나 아예 오픈하는 경우 터빈안으로 이물질이 들어가 터빈이나 엔진이 망가질 수 있습니다. 작은 터빈의 경우 NA용 필터를 사용해 도 크게 무리가 없으나 GT급 터빈을 사용하는 경우 효율이 좋은 필터를 선택해야 할 것입니다. 터빈으로 빨려들어가는 공기의 흐름은 호텔용 대용량 진 공청소기보다 더 큰 압력입니다.. ★★★ 11. 엔진 미미 (엔진 롤 스토퍼 : engine roll stopper) 출력이 올라가는 차량의 경우 엑셀링과 브레이킹으로 엔진이 앞뒤로 심하게 흔들려 순정의 고무 미미의 경우 부하를 못이기고 찢어지는 경우가 생길 수 있어 우레탄등의 다른 부품으로 엔진을 고정합니다. 하지만, 단단한 만큼 엔진의 진동이 차체로 전달되는 것은 어쩔 수 없는 부작용이라고 할 수 있습니 다. ★★★ 12. 게이지 및 기타 간혹 자료실 사진을 보면 데시보드에 예쁜 게이지들이 주르륵~ 달려있는 모습을 보실 것입니다. 이런 게이지의 종류로는, 1) 부스트 : 현재 엔진으로 유입되는 흡기공기의 압력 2) 배기온 : 배기가스의 온도로 터빈의 배기 임펠러에 가해지는 온도를 간접적으로 볼 수 있다. 3) 수 온 : 냉각수의 온도로 적정온도는 100도 이내로 유지해야한다. 특히 큰 터빈의 경우 자체적으로 냉각수를 공유하므로 터빈의 내구성에도 중요하다. 4) 유 온 : 엔진오일의 온도로 적정온도는 110도 이내로 유지하는 것을 권장한다. 유온이 너무 높은 경우 오일의 윤활능력이 떨어짐으로 엔진 및 터빈의 마모를 불러올 수 있다. 5) 유 압 : 엔진오일 압력을 모니터링 할 수 있다. 일정값이하로 유압이 떨어진다면, 피스톤의 마모 및 터빈의 내구성에 문제가 생긴다. 유압이 떨어지는 경우 한방에 차가 망가질 수 있어, 내구성에 가장 밀접한 게이지이면서 고알피엠 운행시 자주 확인해야하는 게이지이기도 하다. 6) 연료압 : 연료통에서 빨아올리는 연료의 압력으로 큰터빈의 차량을 세팅할때 매핑 자료 또는, 내구성을 생각해 장착하기도한다. 또한, 큰 터빈의 차량의 경우 연료압을 일정하게 올리기 위해 연료압 레귤레이터를 장착할 수 있고, 연료량을 많이 뿜어주기 위해 대용량 연료펌프가 필 요할 수 있습니다. 특히 연료펌프의 경우 1바 이상의 세팅을 고려할때는 필수적이라고 할 수 있습니다. ★★★ 13. 매핑 (mapping) 마지막으로 자동차를 제어하는 컴퓨터인 ECU의 값을 조절해줘야 합니다. 점화시기, 아이들링 알피엠, 연료분사정도등을 조절함으로써 차에 장착한 터 보용 부품들이 알맞은 시기에 서로 조화를 이룰 수 있도록 설정해줘야합니다. 이것은 컴퓨터에 새장치를 달았을때 각자에 맞는 드라이버를 설치하듯이 해야하는데, 그 매핑의 능숙도에 따라 차의 성능이 크게 차이날 수 있습니다. ★★★ 14. 유지 보수에 대한 이야기.. 일반적으로 터보차의 유지와 관리에대한 여러가지 이야기를 들으신 바가 있으실 것입니다. 운행전에 수온이 70도가 될때까지 예열을 하고 운행후 수온 과 유온이 90도 밑까지 식을 수 있도록 후열을 하며, 때에 따라 고가의 엔진오일로의 교환이 필요할 수 있습니다. 또한 고급휘발유로 매핑하는 경우 추가 적인 연료값으로의 지출도 있을 것입니다. 하지만, 정작 중요한 것은 차의 출력이 올라가면서 생기는 부족한 부분들에 대한 것입니다. 1) 브레이크 : 차가 잘나가는 만큼의 제동력이 확보가 안돼서.. 2) 서스펜션 : 가속, 감속, 코너에서 빠른 차의 속도에 대해 롤링, 피칭등의 문제가 발생되면 사고와 직결되므로.. 3) 부싱 및 스테빌라이져 : 빠른 속도에서 코너링에서의 언더스티어, 오버스티어를 조절.. 4) 대용량 라디에이터 : 더운 여름 수온이 높아져 부스팅을 할 수 없어서.. 5) 가스켓, 인젝터 : 부스트을 올리면서 업그레이드 해야하므로.. 6) 오일쿨러 : 고속주행시 오일온도를 적정수준으로 유지하기 위해서.. 7) 잦은 타이어 교환 : 고속에서 차가 미끌리는 것을 느낀다면... 8) 클러치 교환 : 에프터 마켓 제품을 사용한다 하더라도 높아진 출력만큼 동판의 마모가 빠른 것은 사실.. 9) 미션 : 높아진 토크로 인한 미션의 손상.. 10) 엔진 : 간혹 노킹을 맞는 다던지, 무리한 주행으로 피스톤이 녹거나 컨로드가 휘거나 블럭이 손상됨.. 11) 인터쿨러 : 부스트를 올리거나 큰 터빈으로 교체하는 경우 그 용량이 부족해 중복투자가 발생하는 부품.. 이런 문제들로 추가비용이 발생될 수 있습니다. ★★★ 결국 이런 여러가지 부품을 추가해서 터보차를 완성하는 것이지만, 결국 출력이 올라간 만큼 서스펜션과 브레이크, 타이어의 접지력등이 뒷받침 되어주지 못한다면, 올라간 출력을 만끽할 수 없을 것입니다. 다시한번 출력 튜닝에 앞서 튼실한 하체를 다지시기를 권장드려봅니다.