터보차저용 베어링(Bearings for turbocharger)

전문가 제언

□ 터보차저는 Air Research사에 의해 개발되어 1974년 BMW의 2002 터보 시판으로 대중화된 후, 최근 배기가스 규제강화와 함께 가변용량 터보차저엔진 장착차량의 출시 증가에 따라 한국, 미국, 일본 모두 가변용량 터보차저의 출원량은 증가하고 있다. 1981년부터 2003년의 공개특허를 대상으로 한 한국특허정보원 자료에 의하면, 출원 총 건수는 한국 52건, 일본 256건, 미국 124건이며, 특히 2000년 이후부터 급격히 증가하고 있다. 자동차 메이커들의 가변용량 터보엔진 차의 계속되는 출시 증가 추세로 볼 때, 가변용량 터보차저 기술투자 및 특허출원은 증가 할 것이며, 차세대 디젤엔진으로써 더 많은 진보가 예상된다.

□ 일본 NSK는 고강도 폴리이미드(polyimide)의 리테이너, 가벼운 세라믹볼 전동체, 독자 개발한 고온용강(SHX재)을 채용해, 종래 미끄럼베어링 사용 시의 터보차저의 기계적 손실을 1/2로 저감함과 동시에, 종래 베어링에 비해 10%의 경량화 달성이 가능한 고성능 구름베어링을 2001년 개발 후, 계속적인 연구로 터보차저의 효율 개선을 시도하고 있다. Mitsubishi는 기존 저널베어링 방식에서 탈피한 full-floating bearing 방식 적용으로 고내구성, turbo-lag 감소로, 저·중속에서 빠른 응답(response) 향상과 높은 토크로, 한국 지형에도 적합한 GT-300 터보차저(권장 출력: 2000cc 기준 180~250마력)를 개발하였다.

□ Rayleigh step bearing과 같은 접동면 단차부에서의 윤활유 속도분포의 계산상 불연속에 의한 온도장 해석의 곤란함을 해결하기 위하여, Ishikawajima Harima 중공업은 단차부에서 가상적인 간극과 그 공간적 구배 정의로 속도분포를 연속적으로 취급하여 베어링 내부 유막의 전단 발열과 온도상승을 고려한 열유체윤활(THL) 해석이 가능한 기법을 개발하였다.

□ 터보차저는 배기가스규제, 연비향상, 출력향상 관점에서 향후 한층 더 고성능화가 요구됨에 따라 터보차저의 성능, 신뢰성 향상은 사용자는 물론 지구환경에도 기여하므로, 이에 따른 베어링도 엄격한 사용조건 만족을 위한 개량·개발에 노력해야 할 것이다.

저자

Yukiteru SEKITA

자료유형

원문언어

일어

기업산업분류

일반기계

연도

2004

권(호)

32(7)

잡지명

터보기계(B517)

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

413~419

분석자

조*제

분석물

• 터보차저용 베어링.pdf [187,383 byte]

이미지변환중입니다.