[ 알스중고차 ][ 터보엔진 튜닝 불법인가요? ]

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터보엔진 튜닝 불법인가요?

답답한 디젤 엔진에 힘을 싣는다 터보 튜닝, 불법 아니다

내연기관은 실린더에 공기를 더 많이 넣어 폭발시킬수록 출력이 올라간다.

터보는 배출가스의 압력을 이용해 흡입공기를 압축한다.

단점인 반응지체 현상(터보 랙)을 줄이기 위해 트윈터보와 가변 터보 기술이 쓰인다.

디젤 터보의 터빈과 인터쿨러를 키우면 출력이 높아져 달릴 때 답답함이 사라진다.

20마력 이상 출력을 올리는 데 들어가는 비용은 250만∼500만 원.

배출가스 기준만 맞으면 구조변경 승인을 받아 합법적으로 탈 수 있다.

엔진에서 연료를 폭발시켜 힘을 얻는 내연기관은 점화방식에 상관없이

많은 공기와 연료를 넣어 태울 때 출력이 올라간다.

자연흡기 엔진은 피스톤이 아래로 내려갈 때 생기는 진공으로 공기를 빨아들인다.

다시 말해 대기압 이상의 공기가 들어갈 수 없어 최고출력을 무한정 올릴 수 없다.

엔진에 공기를 더 많이 넣는 장치가 차징(charging) 시스템이다.

차징은 자연흡기(Naturally aspirated)의 상대적인 개념으로,

대기압 이상의 공기를 밀어 넣어 같은 배기량으로 큰 출력을 얻을 수 있다.

과급에 필요한 에너지를 어디서 얻느냐에 따라 수퍼차저(Super Charger)와 터보(Turbo)로 나뉜다.

수퍼차저는 엔진 동력이 만들어지는 크랭크샤프트에 벨트를 연결하고,

땅콩 모양의 로터 두 개 혹은 바람개비 모양의 차저를 돌려 공기를 압축한다.

크랭크와 수퍼차저를 잇는 벨트 풀리의 직경을 조절하면 과급압을 높이거나 낮추기 쉽지만

로터가 직접 닿으면서 돌아가기 때문에 소음이 커진다.

크랭크에서 차저를 돌리는 힘을 뽑아 쓰는 탓에 엔진 출력에 약간의 영향을 미친다.

터빈 임팰러의 형상과 사이즈 키워

반면 터보는 고온·고압 배출가스의 에너지를 이용한다.

실린더 안에서 폭발한 가스는 배기 매니폴드로 빠져 나온다.

이 가스가 터빈 안의 날개(impeller)를 밀어서 돌린다.

배기 임팰러 중간에 달린 축은 흡기 쪽 임팰러에 연결되어 같은 속도로 회전하면서 공기를 압축한다.

터보가 달린 엔진은 회전수가 떨어지거나 액셀 페달에서 발을 떼면 배출가스의 압력이 낮아지고,

가속을 위해 페달을 밟으면 과급압이 높아지기까지 약간의 지체 현상을 보인다.

터보 엔진의 최대 단점인 터보 랙(Turbo leg)이다.

터보 엔진의 핵심인 터빈은 가스가 직접 닿는 임팰러의 재질과 형상, 제품의 내구성이 중요하다.

임팰러 크기에 따라 과급할 수 있는 공기량이 달라지고,

10만rpm 이상의 고속으로 돌기 때문에 마찰을 줄이는 윤활유가 꼭 필요하다.

보통 엔진오일을 넣어 윤활을 하지만, 냉각수를 보내 전체적으로 냉각 효율을 높이는 터빈도 많다.

터빈 겉에 붙은 액추에이터는 흡기 쪽 하우징의 압력이 일정 수준 이상으로 올라가면

배기가스를 임팰러가 아닌 머플러 쪽으로 곧장 빼 과급압을 조절하는 일을 한다.

압축된 공기는 온도가 올라가 산소밀도가 떨어지기 때문에 공기를 빨아들여 식히는 인터쿨러가 필수다.

현재 터보 엔진에는 터보 랙을 줄이고, 낮은 회전수에서도 충분한 과급압을 내도록 다양한 기술이 쓰이고 있다.

배기량이 커지거나 기통수가 많은 경우 혹은 V형 엔진은 실린더 뱅크마다 터보를 다는 트윈터보 방식이 쓰인다.

트윈 스크롤 방식은 마쓰다 스포츠카인 RX-7과 포르쉐가 대표로 크기와 용량이 다른 두 개의 터빈이 달려 있다.

저속에서는 반응이 빠른 작은 터빈을 돌려 회전수를 올리고 고회전에서는 대용량 터빈이 큰 출력을 만들어낸다.

아직 국산차에는 트윈터보 엔진이 없다.

현대 싼타페와 트라제에 쓰는 가변 터보(VGT)도 주목할 만하다.

배출가스가 배기 임팰러에 닿는 각도를 조절하는 방식이다.

저회전에서는 보조 날개의 각도를 세워 임팰러를 빠르게 회전시키고,

일정한 과급압에 도달하면 수평이 되어 저항을 줄인다.

국내에 터보 엔진이 첫선을 보인 것은 92년 초.

갤로퍼에 올라간 2.5X 디젤 터보가 시초로 자연흡기에 비해 12마력 높은 85마력의 최고출력을 냈다.

94년 1월 인터쿨러를 더해 다시 10마력을 높였다. 휘발유 엔진 터보 승용차는 91년 나온 스쿠프 터보가 처음이다.

요즘에는 배출가스 규정에 맞고, 큰 힘은 낼 수 있는 커먼레일 고압 직분사 인터쿨러 터보가 주류를 이룬다.

볼트 온 키트로 한나절이면 튜닝 가능

이미 터보가 달려 있는데 왜 튜닝을 할까?

출력이 높을수록 주행성능과 능동적 안전성이 개선되는 것은 분명하다.

출력이 높으면 최고시속이 빠른 것에 그치지 않고 운전에 여유가 생긴다.

빠르게 가속할 수 있고, 위험한 상황을 쉽게 피할 수도 있다.

특히 같은 배기량의 휘발유 엔진에 비해 출력이 떨어지는 디젤차는

터보 튜닝을 통해 스트레스를 한방에 날려 버릴 수 있다.

디젤 엔진은 휘발유 엔진보다 터보 튜닝이 쉽다.

휘발유 엔진은 압축비가 높지 않아 과급을 했을 경우 엔진이 버티는 한계가 낮다.

또 불꽃점화 방식을 쓰기 때문에, 과급 상태에서 뜨거워진 공기가 실화(失火)를 일으켜 이상연소가 될 가능성도 높다.

따라서 피스톤이나 헤드 개스킷을 바꾸어 압축비를 낮추고, 연료분사장치를 세심하게 세팅해야 하는 등 신경 쓸 부분이 많다.

연료량이 너무 적으면 배출가스를 제어하는 3원촉매장치의 한계온도인 800℃를 쉽게 넘어 고장 위험이 크다.

반면 디젤 엔진은 공기를 압축하고 연료를 뿜는

압축착화 방식이기 때문에 적정 과급압까지는 엔진에 손을 댈 필요가 없다.

터빈을 업그레이드하고, 연료량을 조절하는 것만으로도 상당한 출력 상승을 얻을 수 있다.

간단하게 달 수 있는 ‘볼트 온 키트’가 많은 것도 이 같은 이유 때문이다.

커먼레일의 경우 휘발유 엔진처럼 연료량과 분사시기를 ECU에서 제어한다.

따라서 터빈과 인터쿨러를 키우는 것 외에 ECU를 손봐야 한다.

터보 튜닝의 또 다른 장점은 구형 엔진으로도 최신형 커먼레일 기술에 못지않은 출력을 뽑아낼 수 있다는 것이다.

현재 커먼레일 엔진은 최소 123마력(싼타페)에서 최대 170마력(쌍용 렉스턴 RX5 EDi)까지 나온다.

이전의 갤로퍼와 무쏘, 뉴 코란도를 타던 사람들은 답답한 성능을 참고 살아야 했다.

터보를 바꾸면 10% 이상, 최대 20%까지 출력을 높일 수 있다.

무쏘290 인터쿨러 터보 엔진의 경우 제원상의 최고출력이 120마력이지만

터빈과 인터쿨러, 연료 세팅 등을 통해 150마력 이상으로 올릴 수 있다.

비용은 250만∼500만 원이 들어간다. 볼트 온 키트를 끼울 경우 한나절이면 튜닝을 끝낼 수 있다.

국내에는 세계 3대 터빈 회사로 불리는 미국의 가렛트, 일본의 IHI와 독일 KKK 터빈 등이 들어와 있다.

노멀 엔진에 터보를 달거나 혹은 이미 달려 있는 터빈을 키울 때는 반드시 구조변경 승인을 받아야 한다.

배출가스 규정만 맞으면 간단하게 통과할 수 있다.