Audi의 V6 TDI 엔진에 적용된 전동 컴프레서의 작동 방식

Audi는 Audi S4, S5, S6, S7 및 SQ5의 S 고성능 버전에 디젤 엔진을 도입합니다. 전동 컴프레서와 터보를 결합한 이중 과급 방식을 갖춘 V6 TDI 엔진이 탑재됩니다.

많은 분들이 Audi 대형 “S” 모델의 V6 엔진을 디젤로 바꾼 이유가 궁금하실 겁니다. 사실 디젤 전환이 모든 시장을 대상으로 하는 것은 아닙니다. 유럽 이외의 지역에서는 V6 TFSI 엔진을 장착한 Audi S 모델이 계속 판매됩니다.

하지만 향후 배출가스 규제는 매우 엄격하며, 디젤 엔진은 Audi 라인업의 평균 배출량을 낮추는 매우 효과적인 방법입니다. 게다가 이전 가솔린 모델에 전혀 뒤지지 않는 성능을 제공하면서도 연료 소비가 매우 적은 디젤 엔진을 구현했다면, 새로운 Audi S TDI 라인업이 스페인 DGT의 ECO 환경 라벨을 받을 수 있다는 점까지 더하면 설명은 충분합니다.

Audi는 Audi S4, S5, S6, S7 및 SQ5 모델을 새로운 버전의 3리터 V6 TDI 엔진으로 “전동화”했습니다. 이 엔진은 두 가지 핵심 기술인 Mild-Hybrid 경하이브리드 시스템과 전동 구동 컴프레서의 혜택을 받습니다.

전동 컴프레서 = 즉각적인 반응

EPC 전동 컴프레서가 이 시스템의 핵심입니다. 배기가스로 구동되는 기존 터보차저를 대체하지 않고 보완하여 이중 과급이라고 볼 수 있는 시스템을 구성합니다. Audi는 이 구성을 V8 엔진을 얹은 첫 번째 Audi SQ7에 처음 적용했습니다.

EPC 전동 컴프레서가 달성하는 것은, 흡기를 압축하는 터보차저를 구동할 배기가스 흐름이 충분하지 않을 때 터보 엔진에서 나타나는 특유의 응답 지연을 없애는 것입니다. 그 결과 가속 페달에 대한 더 강력하고 즉각적인 반응을 얻습니다.

이를 위해 Audi는 48볼트 전기 시스템에서 전력을 공급받는 전동 모터로 구동되는 컴프레서를 사용합니다. EPC 컴프레서는 스로틀 밸브에 최대한 가까이 두기 위해 인터쿨러 뒤에 배치됩니다.

운전자가 가속 페달을 끝까지 밟았는데 기존 터보차저 터빈 쪽의 배기가스 에너지가 낮으면, 밸브가 공기 흐름을 막고 이를 EPC로 보냅니다. EPC는 이 공기를 최대 2,4 bar까지 압축합니다.

여기서 이점은 분명합니다. 7kW 출력의 전동 모터는 배기가스 흐름이 충분해지기 전까지 배기가스가 할 수 없는 일, 즉 컴프레서 터빈을 250밀리초 이내에 70.000rpm까지 가속하는 일을 해낼 수 있습니다.

한편 배기가스로 구동되는 터보차저는 가변 형상 터빈을 갖추고 있으며, 시간당 최대 1.100kg의 공기 유량을 처리하고 최대 2,4 bar의 상대 과급압을 생성할 수 있습니다.

다음 영상에서 시스템의 작동 방식을 도식적으로 확인하실 수 있습니다.

https://youtu.be/QBX30evwfFM

또한 EPC는 Mild-Hybrid 시스템 및 48볼트 기술과 함께 작동하기 때문에 배터리 전력이 부족해질 상황이 거의 발생하지 않으며, 이로 인해 EPC는 필요할 때마다 연속해서 출력을 적용할 수 있습니다.

이렇게 Audi “S” 모델의 V6 TDI 엔진은 최대 257kW(349CV)의 출력과 2.500rpm에서 3.100rpm까지 사용할 수 있는 최대 토크 700Nm을 달성합니다. 이 엔진은 Euro 6d-temp 배출가스 규제를 충족하며, 예를 들어 Audi S6의 경우 1.100km 이상의 주행거리를 제공하고 0에서 100km/h까지 단 5초 만에 가속합니다.