VCT는 Variable Geometry Turbocharger의 약어로 디젤 터보엔진의 효율을 향상하고 터보랙 현상을 줄이기 위해 고안된 부품입니다. 또한, 엔진 작동 상태에 대응, 최적의 엔진 실린더 흡입 공기를 제공하기 위하여, 터보차저를 작동시킬 배기가스의 압력에 자유로이 대응하는 효율적인 과급 장치입니다. 그렇다면 VGT 엔진에 대해 자세히 알아보겠습니다.
터보엔진의 문제점을 해결할 VGT 엔진!
일반 디젤엔진에 터보차저를 장착하면 엔진 실린더에 공급되는 공기량이 늘어납니다. 기존의 터보엔진은 고속에서는 효율적으로 출력을 높이지만, 초반 가속이나 저속에서 배기가스의 압력이 낮아 발생하는 시간 지체 현상인 터보랙이 발생하기도 합니다.
따라서, 이런 현상을 줄이기 위해 하우징을 작게 만드는 방식을 적용하기도 하지만, 완벽한 해결책이라 할 수는 없으므로, 이러한 기존 터보엔진 방식의 단점을 보완하기 위해 고안된 VGT 엔진은 터빈 휠을 작동시키는 배기가스의 양과 속도를 효율적으로 조절하여 터보랙의 단점을 보완해주는 장치가 달려 있습니다.
VGT가 가솔린엔진이 아닌 디젤엔진에 일반적으로 적용되는 이유는, 터보차저에서 터빈 측에 배기가스의 유속을 변화시키기 위해 가변 블레이드가 장착되는데, 디젤엔진보다 가솔린엔진에서 발생하는 배기가스 온도가 상대적으로 높으며, 이는 가변 블레이드가 견딜 수 있는 온도의 범위를 초과할 가능성이 높기 때문입니다.
VGT 엔진을 적용한 자동차?!
터보차저의 역사는 100년이 넘었지만, VGT는 비교적 최신기술입니다. 처음 VGT를 선보인 곳은 메르세데스 벤츠인데, 2000년 2월, 벤츠는 거의 모든 CDI 엔진에 VGT를 장착하기 시작했습니다.
벤츠가 VGT 기술을 적용한 후, 크라이슬러도(지프) 체로키 2.8 CRD, 그랜드 체로키 3.0 CRD에 VGT가 장착된 엔진을 사용하면서 대중화되기 시작했습니다.
국내에서는 현대자동차에서 2002년 12월, VGT가 장착된 엔진을 적용한 싼타페와 트라제 XG를 출시했고, 이후 기아 쏘렌토에도 같은 엔진이 적용되었습니다.
이렇게 좋은 VGT 엔진의 원리는?
VGT는 속도에 따라 형상을 달리하는 가변 블레이드를 이용해 저속구간에서 배기가스 통로를 좁힘으로써, 적은 양의 배기가스로도 유속을 빠르게 해 터빈을 빠르고 효율적으로 구동할 수 있는 것입니다. 이는 벤츄리관으로 공기가 흐를 때, 면적이 작아지는 지점에서 속도가 빨라진다는 벤츄리의 원리와 유사한 형태라고 할 수 있습니다.
고속구간의 경우, 많아진 배기가스는 많은 힘을 동반할 수 있습니다. 이때 터빈 하우징 관의 통로를 넓혀주면 다량으로 배출되는 배기가스에 의해 터빈은 더욱 커진 에너지를 컴프레셔에 전달하여 엔진으로 흡입되는 공기량이 더욱 많아지게 됩니다.
이러한 원리들을 통해 저속에서부터 고속에 이르기까지 전 구간에 걸쳐 엔진 성능 향상 효과를 얻을 수 있게 되는 것입니다.
