터보차저
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터보차저(turbocharger, turbo-supercharger)는 내연기관에서 발생되는 배기가스를 이용해 엔진의 성능을 향상시키는데 사용되는 과급기로, 강제로 압축한 공기를 연소실로 보내 더 많은 연료가 연소될 수 있도록 하여 엔진의 출력을 높이는 역할을 한다.
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[편집] 작동원리
터보차저는 엔진의 기본 한계를 뛰어넘어 체적대비 출력 효율을 높이기 위한 목적을 가지고 있다. 자연흡기방식의 엔진에서는 피스톤이 상사점에서 하사점으로 내려올 때(흡입행정) 실린더 내부의 체적변화로 압력이 대기압 이하로 낮아지면서(진공상태) 공기와 연료의 혼합기가 자연스럽게 실린더로 흡입된다. 흡입된 공기와 연료 혼합기의 양이 많아져야 폭발행정에서 피스톤을 밀어내는 힘이 커지기 때문에, 연소실로 공급되는 공기 양과 이에 따른 연료 양은 엔진의 한계를 결정하는 중요한 요소가 된다. 터보차저는 달팽이 모양의 용기 안에 터빈과 가스압축기(compressor)가 하나의 축에 연결된 구조로 이루어져 있고, 배기 매니폴드에서 유입된 배기가스를 터빈 입구로 보내 터빈의 날개를 회전시킨다. 이 회전력으로 가스압축기를 동작시키고, 가스압축기는 공기를 압축해 엔진의 공기흡기구로 전달하게 된다. 압축된 공기는 더 많은 연료와 혼합되고 이 혼합기가 엔진 실린더 안으로 전달되어 엔진의 효율을 높이는 것이다.
[편집] 장단점
[편집] 장점
- 터보자처가 장착된 엔진은 같은 배기량의 자연흡기방식 엔진보다 더 높은 출력을 낼 수 있다.
- 자연흡기식방식 엔진과 슈퍼차저 엔진보다 더 높은 열효율을 가지고 있다. 터보차저 엔진은 과잉 배출되는 열과 압력을 버리지않고 공기압축에 이용하기 때문이다.
- 터보차저는 다른 과급시스템에 비해 더 작고 가볍기 때문에 엔진 격납실에 쉽게 장착될 수 있다.
[편집] 단점
- 맞지 않는 크기의 터보차저를 사용하면, 반응성이 떨어진다. 너무 큰 터보차저를 사용하면 쓰로틀 반응이 감소한다. 그러나 최대 출력은 더 높아진다.
- 부스트 역치(boost threshold)가 있다. 터보차처가 부스트를 시작하려면 엔진이 어떤 엔진회전수까지 도달해야 한다. 배출가스의 양이 충분치 않으면 정지되어 있는 터보 프로펠러를 돌리기가 어렵기 때문이다. 운전자가 가속페달을 밟은 후 터보차저가 동작할 때까지 시간 지연이 발생하는데 이를 터보랙(turbo-lag)이라 한다.
- 터보차저는 자연흡기방식 엔진보다 부품 비용이 더 든다.
- 자동차 경주에 있어서 부스트 역치는 단점으로 작용한다. 쓰로틀이 시작되어 터보차저가 동작하기 전까지 엔진 출력의 크기를 예상할 수 없다. 이때 오버스티어 현상을 일으키기도 한다.

