터보 인터쿨러 엔진에 대한 지식백과사전 반박할 이유가 있다.

ㆍ작성자	권영호
ㆍ작성일	2019-02-10 (일) 19:18

터보 인터쿨러 엔진에 대한 지식백과사전 반박할 이유가 있다.

우연히 검색하게 되어 열어본 페이지(https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=933022&cid=43667&categoryId=43667)에서 잘못된 부분이 있어 발취하였다.

터보 인터쿨러 엔진(turbo intercooler engine) 요약은 잘 되어 있었다. : "과급기(터보차저)가 부착된 엔진으로, 컴프레서와 흡기 매니폴드 사이에 인터쿨러가 설치되어 공기를 냉각, 밀도를 높임으로써 흡입공기의 양을 대폭 증대시켜 일반 디젤엔진보다 출력과 연비를 획기적으로 향상시킨 최첨단 메커니즘" 라고 쓰여 있었으며 본문을 읽다보니, 서론에서 언급한 바와같이 잘못된 부분이 있어 여러분께서 혹시 열람할 경우 제대로 알아두는게 좋겠기에 소개한다.

본문 : 터보 인터쿨러는 가압 후 고온이 된 공기를 인터쿨러에서 냉각시켜 공기 밀도를 크게 함으로써 실린더로 보급되는 흡입공기의 절대량을 늘려 엔진출력을 향상시키는 장치다. 터보 인터쿨러 엔진을 사용할 경우 자연흡기 엔진에 비해 출력이 30% 가까이 향상되어 탁월한 동력 성능을 발휘하고, 저속에서도 동일 출력을 내며, 엔진 수명이 오래가는 장점이 있다. 또한 진동과 소음, 배기가스 등이 감소되고, 연비 또한 좋아진다고 한다. 원래 터보 인터쿨러 엔진은 항공기에 사용된 것으로, 공기가 희박해지는 높은 고도에서도 엔진 내에 일정한 공기압을 유지해 주기 위해 개발된 것을 자동차 엔진에 응용한 것이다.

가솔린 엔진은 전기점화지만 디젤 엔진은 압축착화기관으로, 디젤 엔진은 가솔린 엔진처럼 전기점화가 아니라 공기를 흡입 압축한 상태(이때 공기는 고온ㆍ고압)에서 경유를 분사, 실린더의 높은 온도로 경유를 연소시키는 원리다. 자동차 엔진은 공기와 연료를 혼합하여 그 혼합비율에 따라서 엔진 출력이 조절된다. 엔진의 출력을 높이려면 흡입되는 공기량이 많거나 연료를 많이 집어넣어야 한다. 디젤 엔진에서 연료를 분사하는 방법에도 여러 가지가 있으며 공기를 흡입하는 방법에도 여러 가지가 있다.

자동차 엔진은 원래 자연흡기 방식의 엔진이었는데, 엔진의 출력 증강과 연비의 개선, 매연의 감소 등 여러 가지 개선사항을 충족시키기 위해서 터보엔진(터보차저)이 개발되었다. 자연흡기방식은 공기를 흡입하는 구멍이 있고 그 구멍과 엔진 사이에 에어클리너가 있으며 아무런 저항 없이 공기가 들어오는 대로 흡입하는 방식으로, 엔진은 배기량만큼 혼합기를 흡입하여야 하는데 실제 배기량의 80% 정도 밖에 흡입할 수 없다.

따라서 2,000cc 엔진도 1,600cc분의 혼합기밖에 흡입하지 못한다. 이 흡입량을 늘리기 위해 밸브 수를 늘리거나 밸브 직경을 크게 하기도 하지만 또 하나의 방법으로 터보차저를 사용하여 터빈이나 펌프를 강제적으로 돌려 공기의 압력을 1.5배 가하면 많은 공기가 실린더 내로 들어가 가솔린의 양도 많아지면서 파워도 상승한다.

터보차저는 배기가스의 압력에 의해서 고속으로 회전하여 공기를 가압하는 임펠러(impeller), 배기가스의 열에너지를 회전력으로 변환시키는 터빈(turbine), 터빈축을 지지하는 플로팅 베어링(floating bearing), 과급 압력이 규정 이상으로 상승되는 것을 방지하는 과급 압력 조절기, 과급된 공기를 냉각시키는 인터쿨러(inter cooler), 분사시기를 조절하여 노킹(knocking)이 발생되지 않도록 하는 노킹 방지 장치 등으로 구성되어 있다.

[네이버 지식백과] 터보 인터쿨러 엔진 (시사상식사전, pmg 지식엔진연구소)

위 내용을 생각없이 읽을 경우 모두 옳은 말로 보일 수 있는데 자세히 보면 하단의 터보차저는 하는 부분에서 배기가스의 압력에 의해서 고속으로 회전하여 공기를 가압하는 임펠러, 배기가스의 열에너지를 회전력으로 변환시키는 터빈, 터빈축을 지지하는 플로팅 베어링과 과급압력이 규정 이상으로 상승되는 것을 방지하는 과급압력 조절기, 과급된 공기를 냉각시키는 인터쿨러, 분사시기를 조절하여 노킹이 발생되지 않도록 하는 노킹방지 등으로 구성되어 있다. 라고 하는데 여러분께서 수정해서 알아야 할 것이 ① 배기가스의 열에너지를 회전력으로 변환시키는 터빈 이라는 부분이다.

배기가스의 열에너지를 라고 되어 있는 부분을 배기가스의 배출에너지를 회전력으로 변환시키는 터빈이라 해야 한다.
열에너지는 화학적 에너지이며, 배기가스의 배출은 물질 에너지이다. 즉 물질에 의한 터빈이 회전하는 것이지 열이 터빈을 회전시키는게 아니다. 다시 보충하면 배기가스의 속도가 빠르면 터빈은 빠르게 회전하는 것이고 반대로 배기가스 빠져나가는 속도가 느리면 터빈 역시 느리게 회전하는 것이라는 말을 기억하라는 것이다.
또 하나 ② 분사시기를 조절하여 노킹이 발생되지 않도록 하는 노킹방지장치 등이라 하였는데 노킹방지는 ECU에 의해 제어되므로 노킹방지장치가 있는게 아니라 엔진의 파워바란스를 감지하는 센서가 부착되어 있는 것이며 터보시스템의 일부만 사용하는 전유물이 아니다. 즉 다른 차량에도 적용되고 있다는 것을 알아야 한다. 노크센서가 없는 차량은 CKP에 의한 각속도에 따라 분사시기나 점화시기를 제어한다. 고로 분사시기 조절장치가 있다는 논리는 맞지 않는다.

마지막으로 하나 더 가져야 할 의문에서 ③ 실제 배기량의 80%를 흡입한다 하였지만 실제 측정해 보면 70%의 흡입량에 불과하다. 다시 말해 실제 흡입량은 70%가 되었을 때 이상적인 출력을 낼 수 있었으며 센서에서 80%의 흡입량으로 표시되는 자동차는 매연을 뿜는다는 사실이다. 이와같이 가동되는 엔진에서 터보장치를 부착해서 실제 배기량만큼 흡입하고 있다고 이해하라는 취지의 설명인데 여러분의 자동차를 분석해 보면 터보차저가 있다하여도 실제 배기량만큼 흡입하지 못하고 실제 흡입량에 가까이 흡입할 경우 매연이 나오는 자동차로 변한다. 그 이유는 엔진의 온도 때문이다.

지식백과에 등재할 능력을 가진 그 누구라면 실 자동차에서 발생하는 문제점까지는 적나라하게 표현하지 않더라도 비슷한 수준으로는 기술해야 한다는 것을 지적한다.

다시말해 필자가 분석하고 관찰한 결과는 실제 배기량의 70%정도의 흡입시 제대로된 출력을 내는 엔진이었으며, 그 이상의 흡입력으로 표시되는 센서 데이터를 가진 자동차 엔진을 관찰하면 매연과 출력부족의 엔진이었다는 사실이다.

또 하나 흡입량에 영향을 주는 요소를 나열해 보면 흡입저항/ 압축누설/ 배기저항/ 온도저항에 의한 흡입량의 차이가 있다는 사실이다. 이런 것들 모두 스캐너를 통해 확인 가능한데 스캐너진단시 고장코드 위주로 이상유무를 판단하는 방법의 진단은 잘못된 진단행위이다.

이 글을 읽는 여러분께서는 흡입저항은 없는지? 압축누설은 없는지? 배기저항은 없는지? 온도저항은 없는지? 이런 내용을 진단하여 정비한다면 매연 0%에 도전하게 될 것이고 출력부족으로 어떤 장치를 부착해 볼까 하는 생각에서 벗어날 수 있는 것이다.

위에서 언급한 온도저항이란 연소실의 온도를 말하는 것으로 연소실의 온도가 높으면 흡입부족이 되며 온도가 낮으면 흡입량은 늘어난다는 사실리며 연소실의 온도를 알맞게 하는 방법이 냉각수에 의한다. 필자가 그토록 강조하는 이유가 바로 이것 때문이다.

오늘로 부터 멀지 않은 어느날 카센터를 운영한 수많은 세월을 지나는 사이 최근에는 정비공장을 운영하는 어느 분과 대화의 시간을 가질 수 있었다. 그에게 EMS에 대하여 설명하게 되었는데 그 이유는 엔진은 주로 고장코드 위주로 정비하고 있었기 때문에 필자와 가까운 사이여서 EMS의 개요라도 알려주고 싶어서 펜을 들고 설명하는 기회를 가졌었다.

그에게 엔진오일 점도와 밸브개폐시기 선도의 변화, 온도에 의한 흡입저항의 문제 및 배기저항에 의한 공기량 센서의 변화를 .... 이해하지 못하였다. 한참을 설명해서 이해할 수 없다면 실제 자동차 정비에서 활용해 야할 한가지만이라고 기억하라 하였다.
즉 소소한 차이가 그렇게 큰 변화를 준다는데 대하여 이해할 수 없다는 취지로 말하였다. 수백만원씩의 정비비용을 지불하고도 성능개선이 없어 필자를 찾았던 분들 필자에게서 주로 작업했던 내용을 보면 엔진오일 점도 맞추기외 엔진온도 제어 영향을 정비하는 것이었음을 경험한 사례가 정비후기 게시판에 등록되어 있다.

이와같이 정비했던 분들께서 지인들께 필자를 찾아 가 보라. 말이 되느냐? 그런 내용만 정비했는데 달라졌다는 말을 믿으란 말이냐고 그들 모두 반문한다고 한다. 그때 하는 말 나도 믿지 못했다. 그러나 한번 가보자는 생각으로 방문해서 정비해 보니 정말 되더라 라고 한다는 것이다.

자동차 엔진관리 특별하지 않다. 간단히 두어가지 관리만 잘 하면 최상의 컨디션을 가지는게 자동차 엔진이다. 그런데 여러분은 윗분의 대화처럼 말이 되느냐는 식으로 일관한다. 이제라도 여러분께서는 필자를 찾거나 카프로클럽원의 정비업체로 입고해서 진단받고 정비해 볼 것을 권한다. 여러분 주위의 정비업체를 돌고 돌아 정비하여도 결론은 늘 ... 그랬던 것 아니던가? 거리가 있어도 찾아갈 이유가 분명하다는 사실을 또한번 역설한다.

QR코드 : 터보 인터쿨러 엔진에 대한 지식백과사전 반박할 이유가 있다. http://kapro.co.kr/club/board.php?board=basic02&command=body&no=573

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