차량 제원을 비교할 때 과급 방식에 자연 흡기와 터보가 존재하는 것은 다들 알고 있을 것입니다. 그 차이를 정확하고 일목요연하게 아는 사람은 별로 없을 것 같은데, 오늘은 터보엔진에 관한 이야기를 해볼까 합니다.
터보 엔진이란 무엇일까?
자동차의 출력을 높이는 방법은 크게 두 가지가 있습니다. 첫째는 배기량을 늘리는 것이고 둘째는 한 번에 많은 공기를 연소하는 것입니다. 배기량을 늘리는 방법은 손쉽습니다. 단지 실린더의 수를 늘리거나 실린더의 크기를 키우기만 하면 됩니다. 하지만 그럴 경우 엔진의 부피가 커지고 차량 중량이 증가하며 이에 따라 연료 소모율도 높아져 유지비가 많이 듭니다. 여러모로 비경제적이라고 할 수 있습니다.
그렇다면 두 번째 방법인 한 번에 많은 공기를 연소하는 방법이 동일 배기량일 경우 훨씬 효율적인데 이것을 어떻게 해야 하나를 고민하게 됩니다. 결국 흡입 공기를 압축하여 한 번에 많은 공기를 실린더로 보내는 것을 고안해 냅니다. 이 흡입 공기를 엔진의 힘으로 압축하는 장치를 슈퍼차저, 배기가스를 통해 압축하는 장치를 터보차저라 부릅니다.
터보차저는 고온의 배기가스의 힘으로 터빈을 회전시키고 그 회전력으로 흡기를 압축시켜 실린더로 보내 출력을 높이는 장치입니다. 자연흡기 방식의 엔진의 경우 공기를 실제 배기량의 80% 정도만 흡입할 수 있지만, 터보차저를 이용할 경우 공기의 압력을 1.5배로 가하게 되어 많은 공기가 실린더 내로 들어가 출력이 상승하게 됩니다.
터보 엔진의 장점은?
먼저, 출력이 장점이라고 할 수 있는데, 다운사이징으로 인해 부족한 출력을 터보차저로 보완하는 역할을 하기에 출력이 향상됩니다. 같은 차량의 2.0 자연 흡기 엔진보다 1.6 터보 엔진의 토크가 더 우세한 것으로 보아 출력 향상은 터보 엔진의 가장 큰 장점입니다. 또한, 저속 대역에서의 엔진 토크도 높게 책정되어 가속 성능에도 유리합니다.
친환경적이라는 것도 장점입니다. 각국의 이산화탄소 규제를 비롯하여 환경 규제가 점점 심해져 대배기량 차량이 설 곳을 잃어가고 있습니다. 그 대안이 바로 저 배기량 터보 엔진입니다. 또한 배기가스를 바로 배출하지 않고 흡기 압축에 한 번 더 이용된다는 점에서 더욱 친환경적이라 할 수 있습니다.
터보 엔진의 단점은?
터보 래그란 터보 엔진은 배기가스를 이용해서 팬을 돌린 뒤 강제로 엔진에 공기를 주입하는 방식인데, 초반에 배기가스 생성이 많지 않아 터빈을 일정 이상 rpm으로 돌리는데 시간이 조금 걸리기 때문에 출력이 지연되는 현상을 말합니다. 터보 래그는 천천히 주행하다가 가속할 때에 발생하는 경우가 많지만, 트윈 터보 및 슈퍼차저와 같은 보완책으로 이를 해결하고 있어 요즘 터보 래그는 느끼기 어렵다고 합니다.
또한, 많은 사람이 터보보다 자연 흡기 엔진의 장점을 꼽으라고 한다면 회전 질감, 진동, 정숙성, 안정성을 뽑습니다. 그래서인지 준대형 이상 고급 차량에서는 터보 엔진을 찾아보기 힘듭니다. 아무래도 터보는 실용적이고 자연 흡기는 정숙하다는 인식이 존재하는 것 같습니다.
