트윈터보

트윈터보(twin turbo)

트윈터보(twin turbo)는 차량에 소형화된 2개의 터보차저가 장착되는 형태이다. 트윈차저(twin charger) 또는 트윈 터보차저(twin turbo charger)라고도 한다.

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개발배경

터보차저란 엔진의 배기 압력을 이용해 터빈을 돌리고, 이를 이용해 보다 많은 공기를 강제로 주입, 엔진 성능을 향상 시키는 장치를 말한다. 이 장치가 있으면 일반 엔진에 비해 토크가 크게 향상되며 최대 출력에서도 비약적인 향상을 이룰 수 있다. 하지만 터보로 세팅된 엔진들은 낮은 엔진 회전수(RPM)에서는 흡입되는 공기의 양이 줄어들 수 밖에 없으므로 터보 출력을 높일 수록 저속에선 출력이 오히려 떨어진다. 이를 터보랙(turbo lag)이라고 한다. 터보가 본격적으로 작동되기 전과 후의 출력 차이가 너무 극단적으로 벌어지자 차가 불안정해지고, 포뮬러원(F1) 등 레이스에서는 수년간 금지되기도 했다. 따라서 자동차 제조사들은 이같은 격차를 줄이기 위한 노력을 기울여 왔다. 터보랙을 줄이기 위한 한가지 방편으로 큰 터빈 한개를 장착하는 대신 2개의 작은 터빈을 장착해 더 가볍게 돌 수 있도록 만드는가 하면, 디젤엔진의 경우 크기가 다른 저속용 터빈과 고속용 터빈을 나눠서 장착하는 경우도 있다. 이 두 가지가 모두 트윈터보 혹은 바이터보라는 이름으로 불린다.

구성 및 유형

트윈터보는 통상적으로 직경이 작은 터빈 1개와 큰 직경이 터빈 1개로 구성된다. 직경이 작은 터빈은 배기가스의 압력이 상대적으로 부족한 저회전 영역에서 동작하고, 그보다 높은 회전수에서는 큰 터빈이 동작함으로써 터보랙 현상을 억제하는 효과와 더불어 더 높은 효율과 성능을 얻을 수 있다. 즉, 저회전에서는 작은 터빈을 돌려 반응성을 끌어올리고, 반대로 고회전에서는 큰 터빈을 돌려 힘을 증폭시키는 것이다. 트윈터보 설정에 사용되는 두 가지 유형의 터빈 설정이 있다. 첫 번째는 평행이다. 같은 크기의 트윈 터보자처 2개를 평행하게 설치하여 저회전에서는 1개를 가동시키는 형태다. 두 번째는 순차로, 고회전에서는 평행하게 설치된 같은 크기의 2개의 트윈 터보차저를 순차적으로 가동한다. 이 방식을 시퀀셜 트윈터보(sequential twin turbo)라고 한다.

특징

트윈터보는 터보차저의 단점을 없애 기술적으로 완성체에 가깝다고 평가받는다. 그러나 트윈터보도 결정적인 약점이 있다. 싱글터보에 비해 구조가 복잡하고 그만큼 단가가 높은 편이다. 터빈이 더 추가되고 그에 따라 주변 부품도 더 달아야 하며, 터빈 두 개를 제어해야 하는 기술도 복잡해진다. 결국 이런 비용 부담은 자동차 값의 상승으로 이어진다. 이 때문에 트윈터보는 일반 차량보다는 일부 스포츠카와 고급차에서 접할 수 있으며, 주로 레이싱카 엔진으로 사용된다.

참고자료

• 〈트윈 터보 ( twin turbo )〉, 《네이버 지식백과》
• 〈트윈 터보〉, 《위키백과》
• 김한용 기자, 〈고성능차 '트윈 터보' 시대 끝? '트리플 터보' 시대 열린다〉, 《탑라이더》, 2012-02-16
• 정상현 기자, 〈(간단 공부) 가변 터보, 트윈 터보, 트윈스크롤 터보〉, 《엔카메거진》, 2018-10-18
• 박병하 기자, 〈다운사이징의 핵심, 터보차저〉, 《모토야》, 2019-01-22

같이 보기

• 터빈
• 터보차저
• 터보랙

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