트윈 터보 또는 트윈 스크롤 터보: 무엇이 더 좋을까?

Antonio Roncero    @roncero_antonio    19 August 2021     4 min.
트윈 터보 또는 트윈 스크롤 터보: 무엇이 더 좋을까?

트윈 스크롤 방식의 터보차저는 더블 터보 시스템과 비슷한 효과를 내면서도 기계 구조를 단순하게 하고 고장 위험을 줄여 줍니다.

Turbocharger For Ecotec 2.0l Turbo 2007 2.0l I 4 (lnf)

다른 기회에 우리는 과급의 종류와 작동 원리에 대해 이야기한 적이 있습니다. 엔진이 스스로 흡입할 수 있는 양보다 더 많은 공기를 실린더에 넣어 출력을 높일 때의 장점에 초점을 맞추었습니다. 터보차저의 장점은 엔진의 출력을 높이는 매우 효과적인 방법이라는 점이며, 가솔린 엔진과 디젤 엔진 모두에 널리 쓰이고 있습니다.

그 결과 자연흡기 엔진을 탑재한 신차는 사실상 거의 없어졌으며, 많은 출력이 필요하지 않은 도심 주행용 소형 모델만 예외입니다. 또한 하이브리드 자동차에서는 전기 모터가 어느 정도 차이는 있지만 터보의 역할을 대신할 수 있어, 특정 상황에서 내연기관에 전기 모터의 힘을 더해 추가적인 도움을 줍니다.

터보가 달린 자동차의 단점은 이 시스템이 여전히 복잡하다는 것입니다. 매우 높은 회전수로 돌아가는 장치이기 때문에 특히 윤활에 각별한 관리가 필요합니다. 터보차저가 파손되면 운전자가 마주칠 수 있는 가장 비싼 고장 중 하나가 될 수 있습니다. 직렬 4기통 터보 디젤 엔진에서 터보를 교체하는 비용은 1,000유로에서 1,500유로 사이일 수 있습니다.

터보차저가 둘 이상인 엔진

이번에는 터보차저가 둘 이상인 자동차에 대해 이야기해 봅시다. 터보차저를 이용한 과급의 한 가지 문제는 “터보 래그” 또는 터보의 응답 지연§h22†입니다. 이는 작동이 배기가스 흐름의 압력, 즉 엔진의 부하에 달려 있기 때문입니다. 이를 해결하기 위해 가변 형상 터보차저, 전기 모터로 보조되는 터보차저, 둘 이상의 터보차저 사용, 또는 트윈 스크롤 터보차저가 등장했습니다.

작은 터보는 배기가스가 터빈을 빠르게 가속시켜 즉각적인 응답을 가능하게 하지만, 출력을 높이는 데는 한계가 있습니다. 반대로 큰 터보는 많은 출력을 얻을 수 있지만, 터보가 실제로 “불어 넣을” 수 있도록 터빈의 관성을 극복하는 데 많은 힘이 듭니다. 저압 또는 소형 터보와 고압 또는 대형 터보를 조합하는 것은 직렬 실린더 과급 엔진에서 매우 흔한 해결책입니다.

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기술적으로 실린더 열마다 단일 터보를 갖춘 V형 엔진은 이러한 이중 과급 방식은 아니지만, 두 경우 모두 “바이터보” 엔진이라고 할 수 있습니다. 또한 두 실린더 열에 터보 하나만 사용하는 V형 엔진이나, 모든 실린더에 똑같이 작동하는 두 개의 직렬 터보를 가진 엔진도 있습니다. 그리고 BMW는 직렬 6기통 터보 디젤 엔진에서 이제 무려 네 개의 터보차저를 사용합니다. 저압 두 개와 고압 두 개입니다. 주의할 점은 같은 실린더 열에 터보가 네 개라는 것입니다. 예를 들어 Bugatti Chiron, 도 4개의 터보를 가지고 있지만, 이는 16기통 엔진이며 4기통 엔진 네 개와 같아서 뱅크마다 터보가 하나씩 있습니다.

트윈 스크롤 터보: 낮은 회전수에서의 더 나은 응답

바로 BMW는 더블 터보를 대신해 트윈 스크롤 터보의 장점을 채택한 최초의 브랜드 중 하나였습니다. “트윈”이라는 말은 혼동을 일으킬 수 있습니다. 특히 “트윈 터보” 또는 “트윈 스크롤”이라고 할 때 그렇습니다. 어떤 사람들은 두 용어 중 어느 것으로든 트윈 스크롤 터보를 가리키지만, “트윈 터보” 엔진은 터보가 두 개일 수 있어도 그중 어느 것도 트윈 스크롤이 아닐 수 있습니다.

트윈 스크롤 터보는 단일 터보차저이지만, 배기가스가 하나의 통로가 아니라 이중 통로를 통해 터빈에 도달한다는 점이 다릅니다.

Turbo 4

목적은 배기가스의 관성을 최대한 효율적으로 활용해 터빈을 돌리는 것입니다. 이는 배기 밸브가 아직 열려 있는 흡기 단계 동안 일부 실린더에서 배기가스가 다시 흡입되는 현상으로 생기는 압력 손실을 피하기 위함입니다. 단순하게 말하면, 트윈 스크롤 터보는 배기가스가 지닌 에너지를 더 잘 활용하게 해 줍니다.

Turbo 5

트윈 스크롤 터보의 장점은 분명합니다. 엔진의 종류에 따라 부품을 두 배로 늘리지 않고도 더블 터보차저와 비슷한 성능을 얻을 수 있으며, 이는 기계 구조를 단순하게 하여 가격을 낮추고 관련된 고장 가능성도 줄여 줍니다.

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