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by 이정원 Dec 08. 2022

더 작지만 더 힘센 터보 엔진

필요할 때만 평소보다 더 많은 공기를 빨아들여 큰 힘을 낸다.

운동경기도 체급이 나뉘듯이 한 번에 빨아 들일 수 있는 공기의 양이 크면 클수록 한 번에 낼 수 있는 엔진의 힘도 늘어난다. 그래서 고급차의 엔진들은 큰 배기량을 자랑한다. 그러나 그런 차들도 풀 파워가 필요한 구간은 극히 제한적이다. 큰 엔진으로 일상 주행을 하려면 들어 오려는 공기를 억지로 쓰로틀 밸브로 막고 낮은 부압 상태에서 피스톤을 힘껏 잡아당겨 늘려야 하는데 이게 모두 에너지 낭비다.  


과급기 - 터보차저 원리 - 자동차 공학 개론 참조


그래서 엔진의 사이즈를 줄여서 일상적인 주행에서는 작은 자연 흡기 엔진처럼 운행하고 진짜 힘이 필요할 때는 과급기를 통해 공기를 압축해서 큰 엔진의 배기량과 같은 힘을 낼 수 있는 다운 사이징 터보 엔진이 각광을 받고 있다. 과급기는 폭발 후 배기관을 통해 나가는 배출가스의 힘을 이용해서 밖으로부터 새롭게 들어오는 공기를 압축하는 원리로 작동된다.


터보 엔진은 1.4 ~ 1.5 정도의 비로 압축하기 때문에 1.3리터 엔진으로도 2.0리터 자연 흡기 엔진과 동일한 토크와 파워를 내면서도 연비는 10~15% 이상 개선할 수 있다. 대신 터보 렉이라고 하는 딜레이가 있고 정밀한 공기량 제어가 어려워 배기가 스 규제 대응이 어렵다.


현대 자동차 엔진 설명 자료 참조


터보 차저와 흡배기의 구조가 복잡하고 가격이 비쌀 수밖에 없다. 그리고 배기가스 자체가 고온 고압을 다루다 보니 부품의 결함이 있을 시에는 엔진 룸 내에 화재가 발생하는 원인이 되기도 한다.  주로 디젤에서 사용되었지만 GDI 엔진이 보편화되고, 연비에 대한 규제가 강화되면서 대형 SUV에는 디젤엔진이, 모터가 출력을 대신할 수 있는 하이브리드에는 소형 자연흡기 엔진이, 그 외 세단에는 다운사이징 가솔린 엔진이 대세를 이루고 있다.

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