터보차저의 구조와 작동 원리

터보차저의 구조와 작동 원리
간단히 말해, 터보차저는 압축기 단과 터빈 단으로 구성되며, 이 두 단을 연결하는 베어링 시스템을 포함하고 있습니다. 이는 엔진의 배기 가스 에너지를 활용하여 엔진 출력, 토크 및 열효율을 높이는 역할을 합니다.
터빈 단은 터빈과 집기(볼루트라고도 함)라는 두 가지 구성 요소로 이루어져 있습니다. 배기 가스는 터빈 볼루트로 유입된 후 터빈을 통과합니다. 이후 가스는 터빈 블레이드를 통과하여 배기 출구 부위를 통해 배출됩니다.
터빈 엔진의 회전 속도를 결정합니다. 엔진이 공회전 상태일 때 터빈의 회전 속도는 가장 느립니다. 볼루트를 통과하는 가스의 양이 많을수록 터빈의 회전 속도도 더 빨라집니다.
터빈 단과 가스 압력 수준(임펠러 및 압력 쉘의 압력 포함)에 비례합니다. 압력 단조 강철 임펠러 샤프트는 터빈을 통해 연결되어 있습니다. 임펠러가 회전하기 시작하면서 공기를 흡입하기 시작하고, 회전하는 블레이드를 통해 공기를 압축합니다. 압력 쉘 내에서 저압의 공기가 고속 기류로 변환되며, 이 과정을 압축이라고 합니다. 압력 쉘로 유입된 공기의 온도는 상승하여 200°C까지 올라갑니다. 가열된 공기는 밀도가 낮아지므로, 압축기에 유입된 후 냉각되면 더 많은 공기가 엔진으로 유입될 수 있습니다. 이 과정을 냉각이라고 하며, 수냉식 또는 공냉식으로 나뉩니다.
터보차저 베어링 시스템은 엔진 오일을 통해 윤활됩니다. 압력을 받은 오일은 쉘의 중앙을 통과하여 플로팅 베어링과 스러스트 베어링으로 흘러갑니다. 오일 윤활식 베어링 시스템은 윤활 기능뿐만 아니라 터빈에서 발생하는 열을 제거하는 역할도 합니다.
플로팅 방식은 완전 플로팅 베어링 회전 방식입니다. 플로팅 베어링은 플로팅의 작용을 통해 윤활유막을 형성합니다. 예를 들어, 베어링 쉘과 플로팅 사이에서, 베어링과 축 사이의 틈새에 윤활유막이 형성되며, 이 때 베어링의 간극은 머리카락 굵기보다 작습니다. 오염된 오일이나 오일 구멍이 막히면 터보차저 고장을 유발할 수 있습니다.