자동차 터보차저의 구조와 장점 단점 정리

최근 자동차의 트렌드는 다운사이징(다운사이징 이유는 연비 상승과 친환경)입니다. 엔진 다운사이징이 가능한 이유 중 하나는 터보차저가 들어가서입니다. 그래서 그런지 최근에 나온 차들은 터보차저가 들어가지 않은 차량을 보기가 어렵네요. 그런 이유로 최근에 나온 신차를 구매하시면 터보차저 엔진이 들어가 있을 확률이 높으니까 터보차저의 구조와 장점 단점에 대해 같이 알아보도록 하겠습니다.

터보차저의 구조

터보차저는 엔진의 힘을 강화하는 부품이므로 엔진의 기본 동작 구조부터 살펴보도록 하겠습니다. 일반 엔진은 공기(=산소)가 유입되면 연료와 혼합하여 기화 상태로 만듭니다. 이걸 스파크로 강하게 불을 붙이면 폭발하면서 직선 운동 에너지가 발생합니다. 이 직성 운동 에너지를 회전 운동 에너지로 바꾸는 것이 우리가 아는 일반 내연 기관 엔진의 구조입니다.

이때 엔진에 공기 유입량을 늘리면 연료를 더 많이 넣을 수 있고 더 강한 힘을 낼 수 있겠죠? 그래서 나온 것이 터보차저입니다. 

일반 엔진은 연소 후 연소 가스가 바로 버려집니다. 그런데 터보차저가 부착된 차량은 이 배기가스를 모아서 터보차저의 터빈을 구동시킵니다. 그러면 터보차저는 공기를 강하게 모아서 엔진에 넣어줍니다. 결과적으로 엔진에 많은 공기가 유입되고 많은 연료를 태울 수 있어 일반 엔진에 비해 터보차저 엔진이 더 강한 힘을 내게 됩니다.

참고로 터보차저는 자동차가 아닌 비행기에서 먼저 도입되었습니다. 고도가 높아질수록 공기가 희박해지니 공기를 모을 장치가 필요했고 그래서 만들어진 것이 터보차저입니다. 이걸 자동차에 도입해서 더 강한 힘을 낼 수 있게 된 것이지요.

터보차저의 장점

• 그냥 버려지던 배기가스를 재활용합니다. 그래서 결과적으로 연비가 상승합니다. 현재 나온 상용차들을 살펴보니 연비가 대략 15% 정도 상승합니다.
• 엔진 크기를 줄일 수 있어서 차량 무게가 줄어듭니다. 차량 무게가 줄어드니 당연히 연비도 올라가겠죠?
• 연소 효율이 올라가서 이산화탄소와 질소산화물 배출량이 줄어듭니다. 환경에 더욱 좋겠네요.
• 엔진 크기가 줄어들어 엔진룸에 충격 흡수 공간을 더 확보할 수 있습니다. 사고 시 안전도가 올라가겠네요.
• 같은 cc량 엔진 대비 더 강한 힘을 낼 수 있습니다. 물론 cc량을 줄이는 다운사이징 엔진이 아닌 동일한 cc 엔진에 터보차저를 추가했을 때 얘기입니다.

터보차저의 단점

• 정비가 어려워집니다. 인터쿨러와 터보차저가 들어가 정비 난이도가 높아집니다.
• 일반 엔진 차량보다 가격이 비싸집니다. 엔진이 작아져서 가격이 내려가야 하지 않을까? 생각이 들겠지만 여러 부품이 추가되어 가격이 비슷하거나 더 비싸집니다.
• 엔진이 힘을 낼 때까지 랙이 있습니다. 터보차저는 배기가스로 동작하다 보니 일단 엔진이 동작해야 해서 힘을 낼 때까지 조금 시간이 걸립니다. 액셀러레이터를 밟고 대략 1초에서 2초 정도 있어야 터보차저가 동작하고 이때부터 엔진이 힘을 냅니다. 터보차저가 동작하지 않는 RPM 구간에서는 터보차저가 없는 일반 소배기량 차량과 엔진 파워가 비슷합니다.
• 엔진 청소를 자주 해줘야 합니다. 억지로 공기와 연료를 밀어 넣다 보니 일반 엔진 대비 찌꺼기가 빠르게 쌓입니다. 그래서 엔진 청소를 자주 해주셔야 합니다. 관리 없이 차를 계속 몰면 엔진이 파손될 수도 있습니다.
• 일반 엔진보다 미세먼지가 많이 나옵니다. 이산화탄소 배출량은 줄어들지만, 미세먼지양은 많아진다는 조사 결과가 있습니다. 무조건 친환경이라고 생각했는데 현실은 아니네요. [관련 뉴스 보기]
• 터보차저를 파워 위주로 세팅하면 연비가 나빠집니다. 대부분 일반 차들은 연비 위주로 세팅하지만, 스포츠카는 파워를 위주로 세팅해서 연비가 오히려 나빠집니다. 물론 일반적으로 접하는 차들 얘기는 아닙니다.

맺음말

자동차 터보차저에 관해 간략하게 살펴봤는데 이해에 도움이 되셨나요? 다음에는 터보차저와 비슷하지만 조금 다른 슈퍼차저에 관해 설명해 드리도록 하겠습니다.

항상 안전 운전되시길 바라며 이만 포스팅을 마치도록 하겠습니다.