가솔린엔진의 연비 개선을 위한 가변용량 터보과급기

전문가 제언

○ 터보과급기가 내연기관에 처음 적용되기 시작한 것은 1920년대, 항공용 엔진으로부터이다. 비행기는 높이 올라갈수록 공기의 산소 함유량이 떨어지므로 이를 보완할 수 있는 시스템이 필요했던 이유에서, 엔진의 구동력으로 공기를 압축하는 경량의 수퍼차저(super charger) 방식이 주류를 이뤘으며, 배기가스를 과급에 이용하는 터보과급기는 항공용으로는 2차대전 중의 중폭격기(heavy bomber)로부터 적용되기 시작하였다. 이는 폭격기가 무겁고 업무 수행 시간이 길기 때문에 연소가스를 한 번 더 활용하는 것은 많은 장점을 가지기 때문이었다.

○ 지상에서 터보압축기가 적극적으로 활용되기 시작한 것은 디젤 기관차와 정치식 디젤엔진(stationary diesel engine)으로부터이다. 이는 터보압축기는 열역학적 측면에서 압축착화 방식인 디젤엔진과 서로 공통적인 특성을 가지기 때문이다. 그 이후, 특히 직접분사식(direct injection) 디젤엔진을 사용하는 선박에의 터보압축기 적용은 선박의 출력 증대에 큰 공헌을 하였다는 기록도 있다.

○ 가솔린 승용차에 터보과급기가 적용되기 시작한 것은 1960년대 초반부터로서, 자동차의 역사와 비교하면 늦은 편이다. 한편 엄격해진 배기가스 규제와 고효율화를 촉진하기 위한 가변용량 터보압축기의 가솔린엔진에의 도입이 주목을 받고 있다. 이는 터보압축기의 저회전 영역에서 배기가스가 통과하는 노즐의 위치를 바꿈으로써, 압축면적을 순간적으로 조절하는 가솔린엔진 고효율화 기술이다.

○ 우리나라에서도 터보압축기가 탑재된 승용차는 오래전부터 개발？상용화되어 있다. 하지만 최근의 HV, PHV, EV 등과 같은 전동화 추세에 밀려, 고효율화와 환경문제를 고려한 가솔린엔진의 가변용량 터보과급기에 대한 과급 다운사이징 기술의 개발은 활발하게 진행되지 못하는 추세를 보이고 있다. 과급기에 요구되는 기능과 특성은 앞으로 다른 환경기술과 서로 연계되면서 발전될 것으로 예상되므로, 우리나라에서도 본고에서 소개한 가솔린엔진용 가변용량 터보과급기의 발전에 대한 관심을 필요가 있다.

저자

MOTOKI E. et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

일반기계

연도

2016

권(호)

53(3)

잡지명

三菱重工技報

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

27~33

분석자

조*곤

분석물

• 가솔린엔진의 연비 개선을 위한 가변용량 터보과급기.pdf [507,783 byte]

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