터보 래그(Turbo Lag)

터보 래그(Turbo Lag)
  가속페달을 밟았을 때 증가한 배기가스가 터빈을 돌려 흡기량을 더 늘려주는데 시간이 걸리므로 토크가 가속페달을 밟자마자 상승하지는 않는다. 이로 인해 이론적인 성능 출력이 지연되는 것을 터보 래그라고 한다. 터빈 날개의 회전 수가 일정 수준으로 도달하기 전까지 엔진에 정해진 공기량이 공급되지 못하다가 부스트압이 올라가며 파워가 급상승하게 된다. 
  터빈 용량이 작을수록 터보 래그가 적지만 용량이 작은 만큼 최대 출력에 불리하며, 터빈 용량이 클수록 최대출력에 유리하지만 터보 래그가 크다.  

터보 래그 개선을 위한 기술
1) 트윈 터보 
  한 엔진에 2개의 터보를 병렬로 배치한다. 엔진으로 유입되는 공기 경로가 두개이다. 크기가 더 큰 단일 터보차저에 비해 고속에서는 효율이나 최대 출력이 다소 떨어지지만 전세 시스템의 관성이 작아져 터보랙을 줄이고 저속 토크를 증가시킬 수 있다는 장점이 있다. 

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2) VGT(Variable Geometry Turbocharger)
  가변형상 터보차저는 엔진 각 구간별로 터보차저에 공급되는 배기가스의 양과 속도를 조절할 수 있는 기능을 갖췄다. 엔진의 저속구간에서는 적은 배기량으로도 터빈 휠이 회전할 수 있도록 배기가스 유로를 좁혀 속도를 향상시키며, 반대로 고속구간에서는 배기가스의 유로를 넓혀 터빈휠의 회전에 필요한 배기가스를 충분히 받으면서도 과부하를 방지할 수 있도록 고안된 방식이다. 

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3) 전자식 터보차저(eTurbo)
  엔진 회전수가 낮을 시 배기가스가 원활하게 공급되지 못해 터보랙이 발생하는데, 이 때 터빈을 모터로 돌려서 이를 보정해주는 방식이다. 이 경우 작동과 동시에 최대 토크가 발생되는 모터 덕에 필요한 압축 공기를 빠르게 확보해 실린더에 공급할 수 있어 터보 래그를 획기적으로 개선할 수 있게 된다. 엔진 회전수가 충분한 배기가스를 발생기키는 시점까지 도달할 시 샤프트에 장착된 전기모터는 발전기로 역할을 변경할 수도 있다. 

 

 

관련 문항: (차량기술사 2022년 126회차 1교시 3번 문제) 

터보 래그(Turbo Lag)를 개선하기 위한 터보 차저(Turbo Charger) 기술에 대해 3가지를 설명하시오.