스크랩 터보 공부

[백만]

오늘 연재는 터보의 시스템에 관련된 원리에 대해 알아보도록 하자!!

아 물론 이론 이나 원리 뭐 이딴거에 체질적으로 거부 반응을 일으킨다는거 안다. 하지만 그래도 뭐가 어떻게 돌아가는지 정도는 알아야 다음에 계속될 연재에 대해 이해가 빠르기 때문에 머리 아프더라도 걍 읽어주길 바란다.



아악~~ 원리 이딴거 시로~~

우선 질문 한개!!

우리가 현재 타고다니는 자동차가 움직이기 위해서 꼭 필요한게 뭘까요??

엔진, 미션, 조향장치 등등 여러가지가 있어야만 자동차가 움직이긴 하지만 기름 즉 연료가 있어야만 된다는것에는 전부 동의들 하실꺼다.

그럼 자 물질이 연소하기 위해서 꼭 필요한 조건은 3가지 인데 무언지 기억이 나시는가? 우리가 초딩때 배웠던건데... 기억나는 사람이 있는가 몰러?? 우선 탈 물질이 있어야 된다. 그리고 공기(산소)가 있어야 되며 발화점 이상의 온도로 높여 주어야 만 물질은 연소를 한다.

들어보니 기억나지!!

자동자를 움직이게 하는 연료 또한 마찬가지 이다. 이중에서 우리가 주의깊게 살펴보아야 할것은 공기이다. 자 이 시점에서 1분간 숨을 한번 멈추어 봐라. 아니면 옆에 사람 코나 입을 함 막아봐라




죽겠지?? 또는 죽을라고 그러지??
사람이 공기가 없음 못사는것 처럼 자동차 역시 이 공기가 없으면 움직이지 않는다.

반대로 공기가 많이 들어가면 들어갈수록 자동차는 더 잘나가게 된다. 왜냐구?? 꺼져가는 불씨를 살리기 위해서 입으로 후후 하고 불어본 경험을 되살려 보시기 바란다. 또는 불을 피우기 위해 부채질을 하던 기억이...



좀 더 불어~~세게~

터보 시스템의 차량들을 보면 마구마구 복잡하게 생겼지만 그 원리는 아주 간단하다 아래 그림을 보자!! 터보의 원리를 가장 잘 표현한 도구 이다.



두둥!! 이름하야~ 풍구~~

그렇다!! 이것이야 말로 터보 시스템에 관한 결정적 증거라 아니하지 않을수 없는것이다. 우리는 여기서 터보는 바로 공기를 집어 넣는 도구에 불과하지 않다는 것을 위 그림과 함께 결정적으로 알 수 있는것이라 할 수 있겠다.

우리가 흡기 튜닝을 하면서 대용량 오픈형 필터를 끼는 이유는 바로 공기의 흡입량을 늘리기 위해서라는것은 다들 잘 아실께다. 일반적인 N/A 차량에서는 악셀을 밟아 쓰로틀 바디를 열면 공기가 기압차에 의해 화~악 하고 빨린다. 하지만 이렇게 빨리는 공기는 어느 정도 한계가 있기 마련이다.

자 공기가 많으면 많을수록(물론 공기만 많으면 안되지만) 차가 더 잘나간다고 생각했던 사람들은 여기서 다시 한번 생각을 하게 된다. 어떻게 하면 공기를 더 많이 공급 할 수 있을까 하고 고민에 고민을 거듭할 결과 드디어 좋은 방법을 생각해낸다.



머 좋은 방법 없을까??

그래!! 바로 공기를 강제로 밀어 넣는 거야!! 라고...

헌데 공기를 어떻게 강제로 밀어 넣냐?? 라는 문제에 부딪치게 된다. 위 풍구 그림처럼 손으로 돌려서 넣을수도 없는 노릇이고 그래서 다시 고민에 빠지게 된다. 자동차 본넷트를 열고 고민에 빠져서 우카지? 라고 고민했던 한 사람은 돌아가는 각종 벨트에 연결을 해서 공기를 강제로 밀어 넣자고 생각하게 된다. 이렇게 생각해서 발전한 시스템이 소위 말하는 슈퍼차져 이다.

또다른 다른 사람은 그래 배기가스의 힘으로 풍구를 돌려 공기를 밀어 넣자 그렇게 하믄 되겠다!! 라고 생각한다 그렇게 생각해서 발전한 시스템이 바로 터보차져 이다.

요기서 잠깐!!
차져(Charger)는 충전하다, 채우다 등의 뜻으로 공기를 강제로 밀어넣는 장치로 해석되며 굳이 한국말로 표현하자면 과급 장치되겠다. 즉 터보차져는 배기가스를 이용해서 공기를 강제로 밀어 넣는 장치이며 슈퍼차져는 벨트 시스템을 이용해서 공기를 강제로 밀어 넣는 장치라고 생각하믄 되겠다 이말이다.

터보차져는 방출되는 배기가스의 힘을 이용하여 터빈이라는 장치를 돌린다. 이 터빈은 돌아가면서 압축된 공기를 다시 써지 탱크로 강제로 보내게 된다. 이게 바로 터보의 간단한 원리라고 생각하시면 된다.



얘가 바로 터빈 되겠다.

간단하게 그림으로 표현하자면 다음과 같다.



이런 방식 되겠다.

원리는 생각보다 간단하지만 이게 차에 달려서 운행을 하기 위해서는 이제 여러가지 부수적인 장비나 세팅이 필요하게 된다.

터빈의 크기, 연료 분사량, 내구성 등등 여러가지를 고려해야 하기 때문에 터보는 이러한 세팅에 따라 가격이 천차만별이 되는것이다.

자 다음에는 이제 터보에 들어가는 용품들을 하나 하나 설명해나가도록 하겠다.

오늘 연재는 터보에 들어가는 시스템 그중 하드웨어에 관련된 부분에 대해서 설명을 하도록 하겠다.

터보는 시스템을 구성할때는 처음에 어떤 시스템으로 구성하느냐가 매우 중요하다. 현재 시스템이 올라갈 차량의 스펙에 맞추기도 해야 하겠지만 궁극적으로 이 터보 시스템을 장착하여 출력은 어느 정도 낼것이며, 부스트는 어느 RPM에서 나오게 할것인가? 그리고 가장 중요한 예산은 얼마 정도 될것이냐에 따라 달라지며 또한 꼭 필요한 부품이 있는가 하면 없어도 없는대로 쓸수 있는 부품이 있기 때문에 시스템 구성이 천차 만별로 달라지기 때문이다.

따라서 같은 터보 시스템이라고 하더라도 또는 같은 예산을 들였다 하더라도 차량의 출력이나 특성은 완전히 달라진다.

자 그럼 터보에 들어가는 부품들은 뭐가 있는지 한번 알아보도록 하자.

1. 터보용 배기 매니 폴드

일반차의 배기 시스템은 배기 매니 폴드 + 1번 파이프로 연결되어 중통을 거쳐 머플러로 연결되게 되어 있다.



배기 매니폴드와 1번파이프가 붙어 있기도 하다.

허나 터보는 차량의 배기 가스를 이용하기 때문에 배기 매니폴드와 1번 파이프 사이에 터빈이 위치하게 되므로 터보용 배기 매니 폴드가 필요하게 된다.



맨 아래가 터보용 배기매니폴드

터보를 달기 위해서는 이 터보용 배기 매니 폴드는 필수적으로 필요하다.

2. 터빈

터빈은 터보에서는 가장 중요한 장비이다. 터보 시스템의 심장이라고나 할까?

터보 시스템을 구성할때 가장 먼저 결정해야 할것이 바로 이 터빈이다. 터빈을 가장 먼저 결정해야 그에 따르는 나머지 부품들의 스펙이 결정되므로 터빈을 결정할때는 신중하게 결정을 하고 반드시 전문가와 상담을 하는게 좋다.



터빈의 구성품목

터빈을 결정할때는 우선 터보 시스템을 구성할때 부스트는 몇 Bar를 사용할것인가를 결정하여 이에 맞는 터빈을 구해야 한다. 또한 향후 업그레이드까지 고려해서 터빈을 결정하는게 좋다.

부스트(Boost)란?
사전적인 의미로는 밀어올리다 또는 증폭하다라는 뜻으로 터빈이 돌면서 공기를 얼마만큼의 압력으로 밀어내는가 의미한다. 이때 사용하는 단위는 Bar를 사용한다.

참고로 1Bar는 14.506psi, 750.06mmHg, 100,000Pa 이다.
1Bar가 내는 압력이 어느 정도 인가를 대략 환산하면 태풍의 중심기압을 재는데 사용하는 1 헥토파스칼(hPa)은 100Pa 이므로 1Bar는 약 1000 hPa 이며 1000 N/m2 되겠다. 물리시간에 졸지 않았다면 이게 얼마만큼의 압력인지 대충 감 잡으실수 있을게다.



터빈의 구동 모습

카니발 같은 디젤터보들이 약 0.3Bar 정도 예전에 나왔던 스쿠프 터보는 약 0.6Bar 정도 사용한다.

터빈은 크기에 따라 부스트의 한계가 있으므로 1.5Bar 이상의 고압 터보를 장착할 계획이라면 터빈 역시 그에 맞는 터빈으로 선택하여야 한다.

1.5Bar 이상의 고압터보들은 여러가지 내구성을 고려해야 하며 실제적으로 부스트가 나오는 RPM이 매우 높기 때문에 요즘은 낮은 RPM에서도 부스트가 나오는 0.6~0.8Bar 정도의 저압 터보를 선호 하는 추세이다.

차량의 배기량에 따라서도 터빈을 결정하는데 1,500cc 엔진에서 나오는 배기가스는 아무래도 2,000cc 엔진에서 나오는 배기가스보다 적을뿐더러 그 나오는 힘도 작다. 이렇게 배기량이 적은 차에 부스트가 높은 터빈을 달면 그 터빈을 돌리기 위해서는 아무래도 RPM을 많이 사용해야 하므로 터빈이 가지고 있는 힘을 제대로 사용할 수 없다.



두 차의 배기가스가 밀어내는 힘이 같을수 없지 않은가?

즉 1000RPM에서 10이라는 힘이 나오고 2000RPM에 20, 3000RPM 30 이라는 힘이 나오는 1,500cc 엔진이 있다고 가정하자. 또한 준비된 터빈은 50이라는 힘이 있어야 터빈을 돌릴수 있고 80이라는 힘이 있어야 터빈이 가지는 능력을 다 사용한다고 가정해보자

그 차는 5000RPM이 되어서야 겨우 터빈을 돌리수 있게 되고 8000RPM이 되어야 그 터빈의 능력을 다 사용한다면 그 터빈은 그 차에는 맞지 않는 터빈이 되기에 그 보다는 작은 터빈을 고려해야 한다.

또한 높은 RPM에서 제 힘을 발휘하는 터빈들은 필수적으로 터보랙이라는것이 생기게 마련이다. 즉 5,000RPM에서 힘을 발휘하는 터빈을 장착하고 현재 3,000RPM으로주행중인데 갑자기 옆을 쑝~ 하고 지나가는 차량이 있어 음하하 감히 내 앞에서... 라고 생각하고 따라 갈려면 RPM을 6,000 까지 올려야 비로소 제힘을 발휘한다. 즉 6,000RPM 까지는 올라가는 그 시간을 터보랙이라고 한다. 따라서 사용자가 주로 사용하는 RPM 영역대와 힘이 발휘 되는 RPM 영역대를 맞추어서 터빈을 결정해야 한다.



각종 터빈들

3. 인터쿨러

국내에는 터보차들은 거의가 디젤차들이다. 그런 터보 디젤차들을 보면 본네트에 구멍을 뚫어 놓은것을 볼 수 있는데 고 밑부분을 보면 바로 인터쿨러가 자리 잡고 있다.



좌측 흰색 테두리가 바로 인터 쿨러

이 인터 쿨러는 배기가스의 힘으로 터빈을 돌려서 나온 공기를 냉각 시키는 장치 이다. 터빈에서 나오는 공기는 이 장치를 거쳐 냉각되며 이렇듯 냉각된 공기는 산소 밀도가 높다. 산소가 많으면... 그렇다 차가 잘 나간다

같은 터보 시스템이라 할지 라도 이 인터쿨러가 있냐 없냐에 따라서 출력에 많은 차이가 난다.



각종 인터쿨러들

카니발 같은 RV 차들은 엔진룸 공간에 여유가 있기 때문에 엔진위에 달기도 하지만 일반 승용차들은 그렇게 달아서는 본넷트가 닫히지 않으므로 대개는 라지에이터 앞부분에 다는게 보편적이다.



이런식으로 말이다.

이 인터쿨러 역시 터빈의 크기에 맞게끔 선택해야 한다. 인터쿨러가 크면 냉각 효율이 좋긴 하겠지만 아무래도 공기가 지나가야 하는 거리가 멀어지므로 터빈이 돌아 공기를 엔진에 밀어 넣는 거리 역시 멀어지므로 터보랙의 원인이 될수도 있기 때문이다.

4. 각종 파이프

터보차들은 배기가스에서 나오는 공기를 인터쿨러를 거쳐 밀어 넣어야 하기 때문에 아무래도 복잡하게 생겼다.

더군다나 좁은 엔진룸을 이러 저리 돌아 다니면서 효율적으로 공기를 밀어 넣어야 하기 때문에 이를 연결해주는 파이프들 역시 필수적이다.




각종 파이프들

그외에 웨스트게이트 밸브, 블로우 오프 밸브, 터보용피스톤, 콘로드, 가스켓등등의 품목이 있는데 오늘 한번에 다하면 정신 없을것 같아 요런 품목들은 담에 다루기로 하고.. 오늘은 요기까지..

오늘은 지난번 연재에 이어 터보에 들어가는 하드웨어의 나머지 부분에 대해 알아보도록 하자

터보라는것이 장치(Device)가 아닌 시스템(System)이라고 연재 초반에 말씀 드린적이 있다. 그렇기 때문에 시스템을 어떻게 꾸미느냐는 그 차를 운전할 드라이버와 시스템을 꾸미는 인스톨러의 결정에 따라 시스템을 천차만별로 꾸밀수 있다.

즉 전에 설명했던 품목들이나 오늘 설명할 품목들은 터보에 필요하긴 하지만 때에 따라서는 없어도 무방하다. 최적의상태를 꾸미기 위해서는 가급적 많은 품목들이 추가 되는것이 좋긴 하나 누구나가 다 돈을 쌓아놓고 사는것이 아니기 때문에 어느 정도 절충을 해서 몇가지 품목들은 없어도 된다는것을 알아두시길 바란다.

자 시작하도록 하자..

1. 웨스트게이트 (Waste Gate)



두가지 형태의 터빈

터보의 터빈을 보면 위의 사진처럼 두가지 모양을 가지고 있는것을 볼 수 있다. 아이큐가 두자리 이상이라면 위 사진의 터빈이 뭐가 다른지 아실 수 있을것이다.

어!! 뭐가 다르지??

아님 하나는 싸구려 처럼 보이고 하나는 비싸보인다?

속으로 이런 생각하실까봐 미리 말씀 드리면 왼쪽 터빈은 위쪽에 먼가가 달려 있다. 오른쪽은 안 달려 있고..

자 다른 각도에서 사진을 다시 보자





터빈에 붙어 있는 요놈의 이름은 액츄에이터(Actuator) 라고 한다. 터빈은 배기가스의 힘으로 돌아간다고 설명 드렸다. 악셀레이터를 힘껏 밟아서 RPM을 상승 시켰다고 보자 빠른 속도로 나오는 배기가스는 터빈의 임펠라를 굉장히 빠른 속도로 돌릴것이다.

집에 선풍기를 최고속으로 오랜시간 틀어놓으면.......고장나지?

마찬가지로 이 터빈도 빠른속도로 오랜시간 돌면 터빈에 무리가 간다. 그래서 배기가스가 들어올때 어느 압력 이상이면 이 액츄에이터라는 놈이 작동하여 배기가스를 방출시켜 버려 터빈이 설정해놓은 (견딜수 있는)속도 이상으로 돌지 않게끔 한다.





일정 압력이상 생기면 액츄에이터가 작동을 시작하여 두번째 사진의 흰색 테두리안의 놈이 작동을 한다 그러면 세번째 흰색 테두리안의 포핏 밸브가 열려 배기가스를 바이 패스 시킨다.

웨스트 게이트 설명하면서 왜 액츄에이터만 주구장창 설명을 하는지 이해가 안가실게다. 왜 그런가 하면 웨스트 게이트 역시 같은 일을 하기 때문이다.

고부스트를 사용하는 터빈들은 저런 액츄에이터만 가지고 터빈을 제어하기가 힘들뿐더러 세밀한 제어를 하기 힘들다. 처음 만든 스펙에서만 액츄에이터가 작동하기 때문에 임의적으로 제어를 하기 힘들기 때문에 웨스트게이트를 사용한다.

각종 웨스트게이트

또한 액츄에이터가 달린 터빈들은 액츄에이터를 작동시키기 위해 터빈 내부가 좀 복잡하게 설계되는게 이럴 경우 터빈이 가지고 있는 능력을 100% 활용하기 힘들기 때문에 고부스트를 사용하는 터빈들은 액츄에이터로 제어하지 않고 대부분 웨스트 게이트를 사용한다. 작동원리는 비슷하나 그 작동 메카니즘은 좀 다르기때문에 웨스트 게이트는 터보용 배기 매니폴드 위나 그 근처에 장착을 한다.



장착된 모습

1.5bar 이상 고부스트를 사용할 목적으로 터보 시스템을 세팅하려면 가급적 액츄에이터보다는 웨스트게이트를 달 수 있는 터빈을 선택하는게 좋다. 물론 액츄에이터를 떼어내고 웨스트 게이트를 장착할 수는 있는나 위에서 설명한대로 액츄에이터가 달린 터빈들은 터빈 내부가 복잡하여 터빈의 성능을 떨어뜨리기도 하므로 가급적 액츄에이터가 달리지 않고 웨스트 게이트를 장착할 수 있는 터빈을 선택하는게 좋다. 반대로 액츄에이터가지고도 충분히 컨트롤 할 수 있는 저부스트를 사용한다면 굳이 웨스트게이트를 장착할 수 있는 터빈을 고르는게 더 나쁠 수 있다.

2. 블로우 오프 밸브(Blow Off Valve)

간혹 길을 지나가다가 어디선가 나타난 차량이 '부우우웅~' 하고 지나가면서 '퓨식~ 퓨식~' 하고 김빠지는 소리를 들은적이 있다면 지나간 차는 터보차이다.

터보를 즐기는 사람들은 터보의 순간 가속력을 좋아하기도 하지만 터빈이 '쒸이이잉' 하고 돌아가는 소리와 함께 '퓨식~ 퓨식~' 하는 블로우 오프 밸브의 소리를 즐기게 마련이다.

이 소리를 몇번 들으면 마력(魔力)이 있어서 그런지 그 소리에 자꾸 빠지게 된다. 그 소리를 위해 터보 시스템을 장착하는 사람까지도 있다고 해도 과언이 아닐것이다.

오죽하면 일본에는 저 블로우 오프 밸브 소리를 내주는 악세사리도 있겠는가...

이 블로우 오프 밸브 역시 터빈을 보호하는 장치이다.

터보 시스템을 장착하면 가급적 아니 필수적으로 달아야할 장치가 바로 이 블로우 오프 밸브인데 이걸 사용해야 하는 이유는 다음과 같다.

음 그림을 그려 설명해 드리고 싶은데 필자가 그림에는 영 소질이 없으니 자 지금부터 상상을 하시기 바란다.



왼쪽은 풀악셀 오른쪽은 악셀오프

자 위 그림을 쬐금 참조하면서 생각해보자 풀 악셀을 밟으면 트로틀바디가 화알짝 열릴것이다. 터빈이 돌리는 압축된 공기는 인터쿨러를 거쳐 와~ 들어가자!! 그러면서 트로틀 바디로 강제로 들어 갈 것이다. 그러다가 악셀을 놓으면 트로틀바디가 덜커덕 하면서 닫힐것이다. 그러면 그동안 밀려들어오던 압축된 공기가 어디로 갈까??

그 압축된 공기들은 트로틀바디를 한번 찍고 다시 온길을 따라 역으로 방향을 바꾼다. 다시 온길을 통해 가다가 압축된 공기를 만드는 터빈(그중에 임펠라)을 때린다. 거꾸로 들어온 압축된 공기는 터빈을 역으로 회전시키면서 '쀼르릉 쀼르르' 하고 역회전하는 소리가 나는데 이렇게 되면 터빈이 조만간 망가지게 된다.

블로우오프 밸브는 이렇게 트로틀바디가 닫히면서 터빈으로 돌아가려는 압축된 공기를 빼주는 역할을 한다. 이때 압축된 공기가 빠지면서 '퓨식~ 퓨식~' 김 빠지는 소리가 나게 되는것이다.

이 소리는 만드는 회사 마다 또 만드는 제품마다 조금씩 다르다. 어느 제품은 '퓨식~ 퓨식~' 아니면 '파아~ 파아~' 제품마다 천차만별이다.

세팅할때 이왕이면 자기가 좋아하는 소리의 제품으로 하는게 좋을것 이라는것은 두말하면 잔소리겠지??

3. 부스트 컨트롤러(Boost Controler)

부스트 컨트롤러는 말 그대로 부스트를 컨트롤 하기 위한것이다.

앞서 설명한 웨스트게이트(또는 액츄에이터)는 과도한 압력에서 터빈을 보호하기 위한 장비라고 했다. 헌데 이 부스트 컨트롤러는 그와는 좀 반대의 개념의 장비라고 생각하시면 된다.

액츄에이터나 웨스트게이트가 일정한 압력에서 밸브가 열려 터빈을 보호하는 장비라면 부스트 컨트롤러는 액츄에이터나 웨스트게이트가 일정한 압력이상에서 열리게끔 해주는 장비 이다.

다시 설명하자면 예를 들어 0.7바가 되면 액츄에이터가 열리게끔 설계된 터빈이 있다고 치자 이 터빈은 0.7바 이상은 사용할 수 가 없다. 0.7바가 되면 액츄에이터(또는 웨스트게이트)가 밸브를 열어 압력을 떨어뜨리기 때문이다. 헌데 이 터빈을 가지고 0.9바나 1바를 쓰기 위해 사용되는 장비가 바로 부스트 컨트롤러 이다.

때문에 부스트 컨트롤러는 아래와 같은식으로 장착을 하는게 보편적이다.



그림이 좀 그렇지? 이해하시고 보시라

여기서 한가지 의문이 드실게다.

터빈을 보호하는 장비를 달아놓고서 왜 그 이상의 압력을 사용하게 하는 부스트 컨트롤러를 사용하는가? 하는 의문 말이다.

터빈이 만들어진 역사를 잠깐 살펴보자면.. 처음의 터빈들은 액츄에이터가 달린 형태의 터빈들이였다. 그러다가 좀만더... 좀만더... 부스트를 쓸 수 없을까 해서 튜닝하고~ 개발해서~ 액츄에이터보다 용량이 큰(?) 웨스트게이트를 장착하게끔 터빈이 개량 된것이다. 여기서 좀만더... 좀만더.. 부스트를 써야 되는데.. 하다보니 부스트 컨트롤러라는것이 나온것이다.

때문에 이 부스트 컨트롤러를 사용하면 터빈에 좋다고 할 수 는 없다. 근데 왜 사용하냐고??? 사람몸에 담배, 술이 나쁘다고 해도 피거나 마시는 이유랑 똑같다고나 할까?

또한 터빈이 개량되어 2바나 3바 대응의 터빈들도 나오기 때문에 부스트컨트롤러를 사용해도 큰 무리가 없다 다만 터빈의 구조적인 형상이 액츄에이터나 웨스트게이트를 달게끔 되어 있기 때문에 어쩔수 없이 부스트컨트롤러를 사용해야 하기도 하다.

여기서 생기는 또 하나의 의문점.. 그럼 아예 액츄에이터나 웨스트게이트를 달지 않고 사용할 수 있는 터빈을 만들면 되지 않을까? 하는 의문이 나실거다.

엄밀히 말하면 부스트 컨트롤러는 좀 과도기에 사용되는 장비라고 보셔도 된다. 요사이는 위에 말처럼 액츄에이터나 웨스트게이트를 달지 않아도 되는 형태의 터빈들이 나온다.



이런 민짜 스타일..

산타페같은 순정 터보들도 요사이 나오는 터빈은 액츄에이터나 웨스트게이트를 달지 않는 형태가 장착된다.

터빈 보호는 ECU에서 연료컷으로 제어하는 형태로 발전하는 추세이다.

이 부스트 컨트롤러는 기계식으로 제어하는 기계식과 센서를 통해 전자식으로 제어하는 형태의 두가지가 있는데 정밀한 제어는 말 안해도 전자식이 좋은거 알지??

왼쪽은 기계식 오른쪽은 전자식 부스트 컨트롤러이다.

쓰다보니 내용이 길어져서 읽으시느라 지루하실거 같아 중요한 장비들은 대충 설명했으니 오늘은 요기까지 하도록 하자 담 연재는 피스톤,컨로드,그리고 게이지 같은 보조 장비들을 소개하도록 하겠다.

지난번 연재에서는 여러 부품들로 구성되어진 터보시스템을 어떻게 안정성 있게 제어하는지에 대하여 잘 알아보았다.

터보라는 시스템 자체가 엔진의 전장품이나 액세서리 따위가 아니라 엔진에 구성된 하나의 부품으로 취급해야 된다는 것도 잘 이해하셨으리라 생각된다.



차량에 터보를 인스톨하는 것은 또하나의 새로운 차량을 창조해나가는 작업이다.

또한 터보시스템을 도입하는 것은 하드웨어만큼이나 소프트웨어도 뒷받침되어야 그 성능과 내구성을 보장 받을 수 있다는 것도 잘 이해하셨겠다.

그럼 여러분은 어느 정도 터보에 대하여 이해하고 아셨다.

자 이제 터보에 들어가는 하드웨어에 대해 나머지 부분들에 대해 알아보도록 하자

중요한 장비들은 터보시스템의 구성품 첫번째와 두번째에서 설명했으니 중간에 들어와서 읽지 마시고 첫번째와 두번째를 꼭 읽으시기 바란다.

세번째 들어가자..

1. 터보용 피스톤

터보 시스템을 구성할때는 대개 0.6~0.7 Bar를 기준으로 시스템을 많이 생각하게 된다. 그 이유는 0.6~0.7 Bar 이상의 시스템을 꾸미게 된다면 우선적으로 엔진을 열어야 한다. 0.6~0.7 Bar 이하라면 앞서 말씀 드린 장비들만 가지고 세팅을 해도 무난하지만 그 이상이 되면 엔진을 열고 피스톤이나 헤드가스켓 등을 교체해야 하고 필요하다면 피스톤 콘로드 역시 교환해야 하기 때문이다.

자 우선 왜 그런지 이유부터 알아보자.

남자분들은 중 고딩 시절 기술 시간이나 혹은 그와 유사한 수업 시간에 자동차의 엔진은 4사이클 엔진 어쩌구 저쩌구... 라고 들은적이 아마 있으실게다. 없다구?? 학교에 도시락 까먹으러 다녔던 사람들은 빼구 말이다.

항상 시험에 많이 나왔던게 아마 이런걸게다.

다음은 자동차 엔진의 4사이클을 설명한것이다. ( )안에 맞는것은?

흡입 - ( ) - 연소(폭발) - 배기

1.팽창 2.배설 3.기화 4.압축

답이 뭐라 생각하시는가? 설마 배설????

그렇다.. 답은 4번 압축이다. 틀려다고 자책하지 않아도 된다. 이거 몰라두 먹구 사는데 아무런 지장 없으니 말이다.

자 이제 그림을 보면서 다시 위의 4사이클을 생각해보자



엔진의 4 사이클

위 그림의 첫번째 부터 흡입, 압축, 연소 팽창, 배기의 순서로 이루어 진다. 여기서 두번째 그림을 잘 보시면 피스톤이 압축을 하기 시작한다. 마치 주사기를 밀어넣듯이 말이다. 이 피스톤이 상사점에 도달함과 동시에 펑~ 하고 터지면서 피스톤이 내려 온다 내려온 힘에 의해 다시 올라가고 다시 올라가고 이런걸 반복하면서 엔진이 움직이게 된다.

이게 분당 1000번 움직이면 1000 RPM 이라고 한다. 생각보다 무쟈게 빨리 움직이지???

요 시점에서 그림을 하나 더 보자



N/A용 피스톤(일반 피스톤)

티뷰론 2.0 베타엔진에 들어가는 일반 피스톤이다. 이 피스톤이 2번째 압축 행정을 거쳐 3번째에 갔을때가 바로 상사점이 되는데 요 공간이 바로 연소실이다. 잘 이해가 안가심 아래 그림의 빨간색 부분이다.



빨간색이 연소실

일반 N/A 차들은 이 연소 공간을 줄이기 위해 헤드 가스켓을 얇은것을 사용하거나 블록 헤드면은 날려버리기도 한다 왜냐 하면 이 연소 공간이 줄어들면 압축비(압축비 = 상사점의 연소실 공간 : 하사점의 연소실 공간)가 올라가서 피스톤이 내려올때 큰힘을 받고 내려오기에 차량의 출력이 높아지기 때문이다.

헌데 터보차들은 압축비를 올리지 않고 반대로 연소실을 압축비를 낮춘다. 섣뜻 이해가 잘 안가실게다. 압축비가 높아야 출력이 높아진다고 해놓구 왜 압축비를 떨어트려 출력을 낮출까 하고 말이다?

설명하려면 복잡하게 이것 저것 알아야 하는데... 그런걸 여기서 다 설명할순 없구.. 음 간단하게 설명이 될런가 모르겠지만 함 해보자

터보차들은 일반차들보다 많은 양의 공기가 들어오고 이에 비례해서 많은 양의 연료가 주입된다. 일반적인 N/A 엔진은 공기를 빨아들이므로 대기압 이상 압력이 올라가지 않는다 하지만 터보차들은 공기를 대기압 이상으로 강제로 밀어 넣기에 공기의 밀도도 높다. 연료도 많이 들어가고 공기의 밀도도 높으니 연료의 화염 전파 속도 역시 빠르다. 그외에 여러가지 이유로 압축비가 높은 상태에서는 피스톤이 압축이 되기전에 폭발을 한다거나 상사점이 지난후에 폭발한다거나 노크 현상을 제어하기 힘들다.

쉽게 얘기해서 엔진이 어떻게 움직일지 몰라 제어를 하기 힘들다. 이런 현상을 제어하기 위해서는 화염 전파 속도가 낮은 연료(즉 옥탄가가 낮은)를 사용하거나 연소실 공간을 늘려줘야 하는데 전자는 현실적으로 힘들구 해서 연소실 공간을 늘려서 압축비를 낮춰준다.

연소실 공간을 늘리기 위해서는 헤드 부분을 크게 만드는 방법도 있긴 한데 이 역시 현실적으론 힘들어서 피스톤 표면을 깎아내서 연소실 공간을 늘려준다.



일반 피스톤에 비해 표면이 움푹 들어갔지?

0.6~0.7 Bar 이상을 사용하는 터보 시스템들은 그래서 이 터보용 피스톤으로 교체를 해야 한다.

2. 터보용 가스켓(Gasket)

엔진은 헤드와 블록으로 나뉘어 지는데 이게 둘로 나뉘어져 있으므로 볼트로 고정을 한다해도 사이가 들뜨게 된다 이러한점을 막기 위해 헤드와 블록 사이에는 헤드 가스켓이라는게 들어간다.



이런식으로 들어간다

터보용 가스켓은 앞서 설명드린 피스톤과의 같은 이유로 압축비를 내리기 위해 사용한다. 즉 일반용 가스켓보다 두꺼운 가스켓을 사용하여 압축비를 낮춘다.



각종 가스켓

3. 피스톤 콘로드

엔진내에서 피스톤을 밀어주고 댕겨주고 하는 놈이 바로 콘로드라는 놈인데 고부스트를 사용하거나 마력이 월등히 높은차들은 피스톤이 밀어내는 힘을 견디지 못해 이 콘로드가 휘어지는 경우가 있다.

또한 터보라는게 일정하게 출력이 상승되는게 아니라 일정순간에 갑자기 출력이 높아지는 시스템이므로 순간적으로 받는 출력을 견딜수 있는 콘로드들이 필요하게 된다.

ECU에서 제어해서 출력을 고르게 나오도록 할수도 있지만 아무래도 출력이 높거나 부스트압이 강할 경우 순간적인 출력이 나오기 마련이고 고부스트를 쓰면서 장시간 달린다면 일반 콘로드들은 부하를 견디지 못해서 휘기 마련이므로 출력이 높은 차를 세팅할때에는 이런 부분까지 고려하여 강화된 콘로드를 집어 넣는게 좋다.



위가 일반 콘로드 아래가 단조 콘로드(티타늄 소재)
보기에두 쎄게 생겼지? 그만큼 비싸다.

3. 각종 게이지





비행기같이 복잡한 시스템들은 조종석을 보면 각종 게이지들이 주르륵 달려 있다. 즉 시스템이 복잡할수록 제어하거나 신경써야 할 부분들이 많아서 그런 부분들을 체크하기 위한 게이지들은 필수적이다.

터보 시스템 역시 게이지가 많이 있으면 있을수록 좋다 하지만 게이지가 어디 10원 20원하는 물건이 아니므로 섣뜻 주르륵 달기는 좀 그렇지??

안정되게 세팅된 터보차라면 굳이 게이지가 필요 없다. 특히 OEM 즉 제작사에서 만든 차들은 특히나 그렇다. 하지만 아무래도 밖에서 세팅하면 터보용으로 제작된 엔진들이 아니기에 만에 하나 있을지도 모르는 엔진내 트러블을 미연에 방지하기 위해 게이지를 달아주는게 좋다.

엔진에 이상이 생겨 수리하는 비용보다는 게이지를 다는게 더 저렴한것은 두말함 입만 아프다.

여유가 있어 유온, 유압, 수온등등 달수 있는대로 다 달면 좋겠지만 앞서 언급했듯이 이게 몇개만 달아도 100만원이 훌쩍 넘으니 부스트압 게이지 와 배기온도 게이지 이 두개정도만 달아도 좋다. 더 여유가 없다면 배기온도 게이지 하나만이라도 달아주는게 좋다.

자 부스트압 게이지는 말 그대로 터빈이 돌아 현재 얼마만큼의 압력으로 공기가 들어가고 있는가를 살펴보는 게이지 이다. 여태까지 0.6바니 1바니 한 말들도 이 게이지를 바탕으로 한 말이다.

시스템을 0.6바로 세팅을 해도 주의의 공기 온도 기타 등등 여러가지 원인으로 0.6바를 넘어갈수도 있는 상황이 생긴다. 시스템을 0.6바로 세팅했기에 그 이상 올라가면 엔진내 트러블의 원인이 될 수 있으므로 부스트압 게이지를 통해 과도하게 올라가는 부스트압을 사전에 방지할 수 있다. 또한 현재 내가 얼마만큼의 부스트를 사용하는지도 알수 있는 게이지 이다.



다른말로 터보게이지..

다음 배기온도 게이지는 엔진 내부의 온도를 알 수 있으므로 가급적 여유가 없더라도 달아주는게 좋다.

터보는 열과의 싸움이라고 해도 과언이 아닐만큼 엔진내부 온도가 상당히 높다. 세팅을 잘한다고 해도 어느 순간 트러블이 생길수 있고 또한 다양한 주행 조건에서 달려야 하므로 엔진의 트러블은 어느 정도 예상해야 한다.

특히 엔진내 온도가 (게이지상 측정된..) 800~900도가 넘어가면 엔진에 따라 다르긴 하지만 이 온도부터 피스톤이 열에 못이겨 녹기 시작하는 온도이다.

다른 문제점들이야 이상이 생기면 고치면 되지만 피스톤이 녹기 시작하면 엔진 열어야지 피스톤 갈아야지 피스톤이 녹으면서 엔진 블럭이 손상될 수 있으므로 심하면 블럭 갈아야지 하는 등등의 어려움이 생긴다.

이 어려움은 쉽게 얘기해서 돈과 직결된다. 따라서 배기온도 게이지가 800도를 넘어가는 순간에는 속도를 늦추고 엔진을 보호해야 한다.



900도부터 빨간색으로 경고 하고 있지?

게이지들은 터보 시스템을 보호하기 위한 장비들이다. 따라서 굳이 꼭 달아야 할 필요는 없지만 앞서도 밝혔듯이 사전에 미리 방지한다는 의미이므로 부스트압과 배기온도 게이지 정도는 달아주는게 좋다.

4. 터보 타이머

터보차를 몰다가 또는 째다가 이제 집에 왔다. 집에 다 왔으니 시동 끄고 빨리 집에 들어가야 하는 마음에 시동을 바로 끄면 안된다.

터보시스템의 터빈은 굉장히 빠른 온도로 돌기 마련이다. 굉장히 빠르게 돌면 필수적으로 열이 발생하기 마련인데 열이라는것이 어떠한 시스템에도 안좋은 영향을 미친다. 컴퓨터도 열받음 안좋구, 사람두 열받음 안 좋지 않냐??

주행을 하고 돌아와서 바로 시동을 끄면 엔진은 냉각수가 엔진내를 돌면서 엔진을 서서히 식혀주지만 터빈을 그렇지 못하다. 더욱이 터빈내에도 오일이 있는데 갑자기 시동을 꺼서 터빈이 급속히 냉각되면 오일이 벽에 붙어서 카본을 형성하게 된다. 일정 시간 그리고 터빈을 식힐수 있는 시간 정도는 시동을 계속 걸어 준후 터빈이 이제 자 식었다 싶으면 시동을 꺼야 한다.

근데 매일 매일 주차장에 앉아서 차 시동 걸어 놓고 앉아만 있을수는 없지 않은가?

그래서 장착하는게 터보 타이머 이다. 시동을 꺼두 바로 꺼지지 않구 이 장비가 일정시간 동안 시동이 걸려 있게 하구 그 시간이 지나면 꺼지도록 되어 있다.

시간을 5분 10분 이렇게 세팅해서 사용하는 터보타이머도 있고, 터빈이 돌아간만큼의 시간을 환산해서 식혀줄 시간으로 바꿔 시동을 걸어 놓을 시간만큼만 작동되는 터보타이머들도 있다.





가격이 약 30만원대로 그리 싸지는 않다. 달아두면 폼나긴 하지만 가격 부담이 되다면 요사이 나오는 경보기들중에는 이러한 터보타이머 기능이 있는 경보기도 있으니 터보타이머 대신 터보 타이머 기능이 있는 경보기로 사용해도 된다.

참고로 터보차들은 시동을 건후에도 바로 출발하지 않고 웜업을 해주는게 좋은데 엔진내 열이 많으므로 엔진오일 역시 높은 열에도 견디는 오일들을 사용하게 마련이다. 이 오일들은 점도가 높기 때문에 상당히 끈적 끈적하다 어느 정도 열을 받게 해서 엔진내 오일이 원할히 돌아간 다음에 출발하는게 좋다.

마지막 연재를 위해 많이 기다리셨던 독자들도 여럿 계신 줄로 안다.

이번에는 집중탑구-터보 의 마지막 편인 볼트온 터보에 대해 알아보자.



1. 도대체 볼트온 터보란 무엇인가?



볼트온 터보의 구성품들은 사진과 같다.
정신없이 많은 물품들이 널부러져 있는듯 보이지만 저마다 모두 터보인스톨에 필요한 부품들이다.

사실 우리는 약 15년전만 하더라도 터보란 무슨 버튼 하나만 누르면 손쉽게 작동되는 마법의 장치와 같이 오해하고 생각하고 꿈꾸었던 시절이 있었다.

하지만 국내 최초로 터보가 장착된 채로 양산되어진 스쿠프 터보가 보급되면서 무지한 대중들에게 과급튜닝의 새로운 장르를 선보이게 된다.



국내 과급튜닝 발전의 촉매제 역활을 해낸 스쿠프 터보의 모습.
당시 양산된 스쿠프터보에는 인터쿨러조차 장착되어 지지 않는등 진정한 터보의 면모를 볼 수 없었다.

그 이후로 같은 배기량에 과급튜닝을 하게 되면 월등한 파워와 토크를 가지게 된다는 사실을 알 수 있었고, 터보란 무슨 버튼을 눌러 작동시키는 것이 아니라 터빈이라는 날개를 배기가스가 돌려 반대편의 흡기날개가 함께 돌며 엔진에 과급을 시켜 차량의 마력과 토크를 높일 수 있다는 것을 알게 되었다.

그렇지만 터보 튜닝을 하게 되면 단순히 터빈만을 배기매니폴드에 달아놓은채 악셀을 밟아대는 바람에 터보튜닝을 시행한 수많은 차량은 각종 트러블과 엔진블로우를 피할 수 없었다.

그 이유로 과급튜닝은 사람들에게 매우 어렵고 항상 골칫거리만 안겨주는 미운오리새끼취급을 당하며 외면 당하기 쉽상이었다.

사실 과급튜닝은 하드웨어에서부터 소프트웨어까지 모든 부분의 완벽한 조화를 요구하므로 튜닝비용 또한 만만치 않으며 일반 양산차량인 NA 차량에 과급셋팅을 한다는 그 자체가 매우 까다롭고 어려운 일이 아닐 수 없다.



터보가 인스톨 되어진 차량의 엔진룸은 보기에도 매우 복잡하고 어렵게 생겼다.
특히나 오일제트등도 존재하지 않는 NA차량에 터보를 인스톨한다는 것부터 튜너로 하여금 어렵게 만든다.
이처럼 어려운 터보 인스톨은 트러블만 일으키는 골칫덩어리로 한때 찬밥신세를 면하기 어려웠다.

하지만 볼트온 터보 라는 녀석이 상품으로 나오는 그 순간 누구나 부담 없이 손쉽게 과급튜닝을 즐길 수 있게 되었다.

볼트온 터보란 쉽게 말해 조립식 터보를 의미한다.

차종별로 자신의 차량에 꼭 맞는 수많은 데이터를 분석하고 축적하여 하나의 상품으로 부품하나하나 개발해 해당되는 차량에 최적으로 맞게 셋팅이 가능하게 한 것이다.

즉, 기존의 차량에서 여러 부품들을 탈거하고 볼트온 터보의 터빈부터 ECU까지 모든 구성품을 구성품을 차량에 조립하면 간단하게 터보튜닝이 끝난다는 것이다.

즉, 인터쿨러배관을 짜려고 할 필요도 없거니와 ECU 셋팅을 위해 다이나모 맵핑도 필요없다.

오직 볼트온 터보에 구성된 여러 부품들을 자신의 차량에 조립하면 되므로 정말 손쉽고 간편하다.



2. 볼트온 터보의 구성품에는 어떠한 것들이 있을까?

과급튜닝에서 가장 중요한 터빈이 가장 먼저 눈에 띤다.

국내사정상 대체적으로 투스카니와 티뷰론에 과급튜닝이 많이 이루어지므로 2.0 배타엔진의 배기량에 최적의 효율을 낼수 있는 가렛사의 T-3 터빈을 많이 사용한다.

그리고, NA 엔진의 압축비를 손쉽게 내릴 수 있는 터보용 헤드가스켓이 있다.

터보용 헤드카스켓은 일반 헤드카스켓보다 그 두께가 두꺼워 NA 엔진에 장착하였을 시에 압축비를 8.5:1 까지 손쉽게 낮추어 준다.



일반 헤드가스켓의 두께보다 두꺼운 터보용헤드가스켓을 이용하여 엔진의 압축비를 손쉽게 낮출 수 있다.
기존의 터보용피스톤의 교환하는 인스톨 방법보다 간편하고 손쉬워 작업시간도 단축해준다.

물론 기존의 엔진 보다 헤드와 블록사이의 높이가 달라졌으므로 타이밍벨트의 텐션조정과 오토후레쉬를 사용하여 타이밍을 맞추어야 한다.

과급튜닝으로 인하여 더 많은 공기가 실린더로 유입되므로 대용량 인젝터와 대용량 연료모터를 사용하여 부족한 연료량을 채워주게 된다.

또한 터보차량은 NA차량이 사용하는 대기압보다 과급이 이루어져 더 많은 압력을 사용하므로 ECU가 그에 맞는 연료량을 제어할 수 있도록 2.5BAR 이상의 맵센서를 제공한다. 퍼포먼스적인 인터쿨러는 과급튜닝에 없어서는 안될 중요한 부품이다.

고열의 터빈을 거쳐간 고온의 과급 공기가 그대로 실린더 안으로 유입될 경우 노킹의 확률이 높아지며 효율이 떨어지므로 인터쿨러를 통해 과급 공기를 식혀준다.



터빈을 거쳐 과급되어지는 공기는 고온일 수 밖에 없다.
인터쿨러가 고온의 공기를 식혀주는 역활을 하게 되는데 터보차량의 출력향상에 매우 중요한 부품이다.

그에 알맞은 배관은 엔진룸 이곳저곳을 휘감으며 더욱 보기 좋게 만들어준다.

터빈에서 인터쿨러를 거쳐 스로틀바디까지 이어지는 배관들은 최대한 짧게 해주어야 터보레그를 줄일 수 있으며 알맞은 구경의 파이프로 제작되어져야 하는데 일반적으로 적절한 엘보우를 사용하여 알곤 용접으로 이어주게 된다.

이 파이프 또한 볼트온 터보 에서는 그 차량에 최적의 조건으로 제작되어 제공되어 진다.

각 파이프의 이음새에 실리콘 호수로 연결만 해주면 끝나게 된다.

터보차의 가장 매력있는 부분이라 할 수 있는 악셀 오프시에 들려오는 공기파열음은 바로 블로우 오프 밸브에서 제공한다. 각 메이커별로 블로우 오프 밸브에서 생성되는 소리는 각양각색이다.





다양한 종류의 블로우 오프 밸브. 소리 또한 메이커별로 다양가색하다.

블로우 오프 밸브는 과급기에 의해서 실린더로 들어가는 공기가 악셀오프시 닫혀진 스로틀 바디로 인해 순간 갈 곳을 잃어 버리고 터빈으로 역류하는 것을 방지한다.

블로우 오프 밸브의 작동원리나 구조는 매우 간단하다.

서지탱크에 부압으로 작동되는 이 밸브는 악셀오프시에 생겨나는 진공이 순간 밸브를 열어 주어 스로틀바디와 터빈사이의 과급압을 빠르게 대기로 방출시킨다.

이때 작렬하는 공기 파열음에 우리는 흥분하는 것이다.

블로우 오프 밸브를 악기로 사용하는 터보 매니아도 있을 만큼 블로우 오프 밸브의 선택은 자신의 취향과 기호에 맞는 걸로 선택하면 되겠다.

그리고 터빈의 부스트를 조정할 수 있는 부스트콘트롤러가 있다.



부스트 콘트롤러 또한 메이커 별로 다양하지만 크게 기계식(좌) 와 전자식(우)로 나뉜다.

터빈이 어느정도 작동하여 과급을 시키면 자신이 설정한 과급이상의 과급이 더 이상 일어나지 않도록 조정할 수 있는 유닛이다.

빅 터빈과 특수한 터빈의 경우에는 없지만 기본적으로 터빈의 배기 하우징에는 동전만한 크기의 웨스트게이트가 존재한다. 이 동전만한 크기의 문을 열고 닫는 것은 터빈의 부압으로 움직이는 엑츄레이터가 담당하게 되는데 이 문이 엑츄레이터에 의해 열리기 되면 배기 가스는 배기터빈을 거치지 아니하고 그대로 머플러쪽으로 바이패스 하게 된다.

반대로 문이 닫혀있게 되면 배기가스는 배기터빈을 거쳐 흡기임펠러를 힘차게 돌리며 부스트를 실린더로 신속하게 제공하게 되는 것이다.

이 방식이 일반적으로 사용하는 엑츄레이터 터빈 방식이다.

부스트 콘트롤러는 웨스트게이트를 열어주는 엑츄레이터와 터빈의 부압을 제공하는 닛뿔사이에 장착되어지는데 이때 일정한 양의 부압을 대기로 바이패스하게 되면 엑츄레이터가 터빈의 더 많은 부압에서도 작동되지 아니한다.

즉 대기로 바이패스하는 부압의 양을 많게 하면 그만큼 엑츄레이터에 적은힘이 작용되어져 더 많은 부스트를 사용할 수 있게 되는 원리이다.

기계식과 전자식 부스트콘트롤러의 차이점은 대기중에 바이패스하는 부압을 정교한 펄스제어식의 솔레노이드 밸브에 의해 조절하느냐 아니면 단순히 나사로 조정하느냐의 차이이다.

볼트온 터보에서는 전자식 부스트콘트롤러가 그 정밀성이나 신빙성이 좋으나 가격이 비싼 단점과 고장율이 높아 대체로 기계식 부스트콘트롤러를 많이 적용한다.

끝으로 소프트웨어의 셋팅은 앞서 말한대로 기존의 ECU를 탈거하고 볼트온터보에 구성된 ECU를 장착하기만 하면 된다.

볼트온 터보에 구성된 ECU는 미리 현재 그 차량에 장착된 각종 하드웨어에 맞게 맵핑을 해 놓은 ECU이다.

맵핑의 용이성과 호환성을 위해 대부분 현재 투스카니차량에 적용된 SAM 2000 을 사용한다.

이로써 볼트온 터보의 장착은 모두 끝났다.

이제 작렬하는 블로우밸브의 사운드를 들어가며 NA 에서는 상상하지 못할 순간 토크감을 느끼며 드라이브하는 일만 남게 되었다.



3. 볼트온 터보 는 만능터보????

현재 많이 행하여지고 있는 과급튜닝인 볼트온 터보 키트는 특정매이커의 특정차량에 제한되어있다는 것이 너무나 아쉽다. 대부분의 과급튜닝을 하는 차종들이 특정메이커에 특정차량이다 보니 생겨난 현상이라 할 수 있으며. 각 메이커별로 다양한 차종에 적용받지 못하는 점도 매우 아쉽다.

또한 압축비 조정을 헤드가스켓만으로 조정한 까닭에 고부스트사용이 어렵고 하드웨어를 업그레이드 하거나 교체하게 되면 반드시 맵핑을 다시 받아야 하는 중복투자도 감수해야만 한다. 그리고 데이터 굽기에 지나지 않은 맵핑 ECU는 실차 다이나모 맵핑보다 자신의 차량에 꼭 맞지 않을 수 있다는 것도 단점이다.

끝으로 볼트온 터보의 키트 구성품 자체가 모두 똑같이 판박이처럼 찍어내는 까닭에 좀더 개성 있는 튜닝이 이루어지기 힘든 점도 있다.

하지만 사실 500~800만원대(현대2.0배타엔진기준)의 돈을 투자해 내구성있고 안정된 터보를 경험할 수 있다는 것이 가장 큰 매력이 있다고 할 수 있겠다.

반드시 정립화 되어진 볼트온 터보 키트 만이 과급튜닝의 방법은 아니다.

현재에 와서는 여러 순정품으로 조합하여 만든 여러 종류의 볼트온 터보가 존재한다.

기회가 된다면 순정품으로만 구성시킨 볼트온 터보키트에 대해서도 꼭 한번 소개할 것을 약속하며 이번 연재를 끝마친다.

* 블로우-오프(blow off)밸브란?

차들이 지나갈때는 그 차만의 특성을 지닌다.

각 메이커의 엔진마다 특이한 소리를 내기 때문이다.

예전에 어느 드라마에서 파일럿은 공항 활주로에 서서 눈을 감고 비행기 엔진소리만으로도 기종을 판단할 수 있어야 했다.




공부해서 될 일이 아니다...!!!


차를 두고 본다면 엔진소리만으로 차종을 구별해 내야 된다는 얘기인데...

네 바퀴중 공기압이 적은 것까지 느낌만으로 찾아낸다는 테스트 드라이버가 아니고서라면 그리 쉬운 일은 아닐 것이다.

물론 매니아중에 머플러 소리만으로도 머플러의 메이커를 맞추는 분은 있다.

하지만 터보차가 지나갈때 내는 소리를 들어본 사람이라면 단번에 ' 터보차구나~ ' 하는 생각이 들 것이다.

왜냐하면 일반 N/A 와는 구별이 될 정도로 요상한 소리를 내기 때문이다.


쉬이익~~ 피시식~~ ......... 쉬이익~~~ 피시식~~~


필자가 듣기엔 이런식으로 들리는 것 같지만 평소에 '사오정'소리를 자주 듣기에~ 소리는 남의 얘기보다는 직접 들어야 하는 것 같다.

여기서 필자가 표현한 쉬이익~ 이란 소리는 개방형 에어크리너를 사용하였을때의 흡입되는 소리인데 일반 N/A에서도 잘들어보면 변속시에 조금씩 들을수 있는 소리이기도 하다.

이 흡입되는 소리에 매료되어 쓸데없는 기분 마력(?)이 상승해버리지만...^^;;



터보의 원리는 예전에 한번 언급을 한적이 있지만 다시한번 터보내의 공기 흐름만을 정리해보면~

배기다기관을 빠져나온 배기가스는 바로 배기가 되는 것이 아니라 터빈을 돌려주게 된다.

그러면 이 터빈과 연동되어 같은 회전수로 회전하게 되는 압축기가 에어크리너로 흡입되는 공기를 압축시켜주고 이 압축된 공기는 인테이크 파이프를 통해 스로틀밸브가 열릴때 서지 탱크에 모여있다가 각 실린더로 분배되는 것이다.





그럼, 터보차를 새로 세팅하거나 N/A 차를 타시는 분들의 궁금증을 자극하는 블로우-오프(blow off)밸브란 것은 무엇일까?

사전적 용어를 찾아보면 blow off란 '뿜어나오다...발산하다.'라는 뜻을 지녔다.

말그대로 무엇인가를 발산한다는 얘기인데 무엇을 발산하는지 한번 알아보자.

어설프게 블로우-오프 밸브를 알면 배기 계통 어디쯤에서 나는 소리쯤으로 착각하기도 하다.

하지만 사실 블로우-오프 밸브는 스로틀 밸브와 맞닿기 이전의 인테이크 파이프에 설치되어 있는 것이다.


위에서 간단하게 설명했듯이 압축기에서 공급된 압축공기는 인테이크 파이프를 지나 스로틀 밸브로 빠져나가게 되는데 악셀레이터 페달을 놓는 순간 스로틀 밸브는 닫히게 된다.

스로틀 밸브가 닫히면서 갈곳을 잃어버린 압축공기들은 결국 갈곳을 잃고 내부에서 서징 현상을 일으키며 되돌아와 압축기의 날개를 치게 되는데 압축 공기가 이 날개들과 부딪힐때 발생하는 파음이 바로 필자의 귀에 들리는 둔탁한 ' 피시식~~~ ' 소리인 것이다.

이 소리가 자주 난다는 것은 그만큼 압축기의 성능을 떨어뜨린다고 말할 수 있겠다.

그렇기 때문에 압축기와 터빈(이하 터빈)의 내구성을 높이기 위하여 설치하는 것이 바로 블로우-오프 밸브인 것이다.




요렇게 설치한다...!!!


블로우-오프 밸브는 인테이크 파이프에 위치해있다가 압축공기의 압력이 일정압 이상이 되면 열리게 되어 압축공기를 밖으로 방출해버림으로써 서징현상을 사전에 예방하는 것이다.



이 블로우-오프 밸브는 상단에 있는 어저스터 스크류로 밸브내의 단속역할을 하는 스프링의 장력을 조절하게 되어 있다.

제 아무리 블로우-오프 밸브가 있다하더라도 역류된 압축공기가 압축기의 날개를 치지 않는 것은 아니다.

그 차의 압력에 맞도록 세팅을 해놓아야 제 구실을 한다는 얘기이다.




상단 중앙에 보이는 스프링 장력 조절 스크류~~!!!


이 블로우-오프 밸브를 설치하게 되면 주로 흡입 되는 소리에 이어서 ' 팍~~~ ' 하고 공기가 방출되는 시원한 소리를 들을수 있는데 이 소리 또한 터보의 기분 마력(?) 상승의 일등공신 역할을 한다.

블로우-오프 밸브의 모양에 따라 요런걸 조절하는 제품도 있는데 3개의 구멍에 크기가 각각 다르므로 소리도 다르게 낼수 있고 압축 공기의 방출 시간을 지연시킬수 있는 효과가 있다.




돌려봐~ 돌려~...!!!


멋스러운 소리보다도 압축기를 보호하는 더 큰 역할을 하고 있는 블로우-오프 밸브의 멋스러운 소리 때문에 일본에서는 음향 효과만의 기능을 갖춘 튜닝 제품이 나오기도 한다.


국내에서 장착하는 블로우-오프 밸브들은 15만원~75만원 선이다.

일반적으로 30만원대의 제품이 많이 사용된다.

참고로 국내에서 가장 싼가격의 제품은 없냐고 물으신다면 3만원 정도하는 카니발 터보나 산타페 터보에 들어가는 블로우-오프 밸브가 있긴 하다.^^;

한번쯤 시원스럽게 내달리는 터보차의 블로우-오프 밸브 소리에 귀를 기울여 보자.

[백만]

요즘 출시되는 디젤엔진에 필수가 되어버린 터보~정보가 있어서 퍼왔습니다. 이젠 트윈터보,트라이터보까지 ... 연비도 좋고 힘도 좋은 엔진들이 정말 많이 쏟아지는데...왜 승합차는 좋게 안만드냐고요 ;; 수입이라도 하던가 ~ 쩝 ;

[지원 아빠(부산)]

정독 3회 이상은 해야할듯 합니다. 내용이 조금씩 이해가 갑니다^^

[백만]

이해되신다니 기쁘네요 ^^ ㅋㅋ

[치우]

연료와윤활 저도 가입하였습니다.^^

[백만]

그러셨군요~ 답글에 치우가 있어서 누군가 했습돠~ ㅎ

[구름마]

정보감사....터보로질러주세요...안전운행

[백만]

구름마님 모빌이야말로 터보만 달면 따봉인데....ㅋㅋ 저는 마음만 있구 현실이 안받쳐주네요 ^&^

[구름마]

밴만아니면....안전운행

[아가셋(신종우)]

아 머리아파 .....

[백만]

그래도 쉽게 풀어논거라 퍼왔어요~^^

[일라토108]

찬찬히 두고 두고 읽어야 겠네요~ㅎ

[백만]

네~ 아는만큼 차도 아낄수 있더라구요 ^^

[별비]

천천히 읽고 있는데두 머리가 ㅎㅎㅎ 터보 하고 싶은 마음은 굴뚝입니다.^^..

[백만]

왜그러세요~다 이해 하셨으면서 ㅋㅋ

[아이리스]

걍 순정으로 타는게 정신건강에 좋다는....

[무명지초]

읽기는 했는데 무쟈게 복잡하네요~~ㅠㅠ