터보차저는 미래에 어떻게 더 큰 출력과 효율성을 제공할 것입니까?
어떻게터보 차저는 미래에 더 많은 전력과 효율성을 제공합니까?
우리는 오늘날의 터보차저가 더 이상 1980년대에 그렇게 쉽게 엔진을 망가뜨렸던 고속 회전 부품이 아니라는 것을 알고 있습니다. 터보는 이제 북미 자동차 4대 중 1대 이상에 장착됩니다. 그들은 더 효율적이고 더 안정적이며 더 저렴하며 우리가 선호하는 많은 엔진이 터보차저를 타협했습니다.
터보 엔진 제조업체인 PortoPower에 따르면 5년 이내에 전 세계 신형 경차의 거의 절반이 터보차저가 장착될 것이며 이는 북미가 39%를 차지할 것으로 예상되는 현재 시장보다 1,800만 대가 더 많습니다.
수퍼차저 엔진의 채택은 출력을 증가시키거나 연비를 향상시키거나 또는 둘 모두를 목표로 합니다. 터보차저의 경우 연료 효율성을 보장하고 현재 터보차저 엔진의 단점을 제거하면서 출력 성능을 더욱 향상시키는 것이 앞으로의 길일 수 있습니다.
전기 터보 및 하이브리드
현재 포뮬러 1 자동차에 사용되는 터보차저 하이브리드 V6 파워트레인을 좋아하지 않는 사람들은 몇 년 안에 비슷한 기술로 자동차를 운전하게 될 것입니다.
자동차. 터빈을 압축기에 연결하는 샤프트에 내장된 DC 전기 모터는 터빈을 구동하기 위해 배기 가스를 사용하지 않고도 최대 속도로 회전할 수 있도록 하며, 이는 거의 즉각적으로 수행될 수 있으므로 터빈 지연을 거의 0으로 줄입니다.
그 결과, 전기 모터 구동 터빈은 아직 터빈이 구동되지 않은 저rpm 범위에서 기존 터보 엔진의 출력 응답 부족을 보상할 수 있다. 일부 고급형 모델에는 현재 이러한 효과를 얻을 수 있는 기계식 터보 트윈 차저가 장착되어 있지만 높은 비용과 넓은 공간 요구 사항으로 인해 이러한 기술 구성을 일반 차량에 보급하는 것은 불가능합니다.
둘째, 전기 드라이브는 소프트웨어를 통해 부스트 전력을 보다 정확하고 쉽게 제어할 수 있습니다. 동시에 전기 터빈은 과부하 상태일 때 터빈을 우회하여 낭비하는 대신 과도한 배기 가스의 에너지를 사용하여 전기를 재생합니다. 슈퍼커패시터는 터빈이나 전기를 생성할 수 있는 하이브리드 시스템과 같은 기타 전기 사용 구성 요소를 구동하기 위해 이 전력을 저장하는 데 사용됩니다. 따라서 전기 터보 사용의 결과는 더 빠른 동력 전달과 더 효율적인 연비입니다.
우리는 이미 Ford Focus와 Audi 디젤 프로토타입에서 전기-기계적 과급기를 보았지만 약간 다른 원리와 배기관에 연결되어 있지 않습니다. 그러나 생산 차량에서 검증되지 않은 전기 터보의 신뢰성을 잠시 무시하면 전기 기계 과급과 동일한 ^큰^ 문제에 직면합니다. 작동할 때 에너지원으로 높은 수준의 전기 지원이 필요하거나 그 이상이 필요합니다. 소비할 에너지.
최대 부하에서 전기 터보차저는 구동하는 데 48볼트가 필요하지만 제조업체는 현재 12볼트 시스템을 재설계하는 데 큰 관심을 보이지 않았습니다. 동시에, 전기 터빈은 전력 및 경우에 따라 사용되는 축류 터빈 아키텍처의 제한으로 인해 고부하 조건에서 기존 터빈의 효율성을 달성하기 어렵습니다.
따라서 고전압에 대한 수요를 충족시키기 위해 위에서 언급한 F1 레이싱 기술의 터보 제너레이터는 배기 가스를 전기로 변환하는 생산 차량에서 더욱 개선되어야 합니다. 대안으로, 기존 하이브리드에서 발견되는 고전압 배터리가 전기 터빈을 위한 구동을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 특히 고부하에서 전기를 통해 기존 터빈과 동일한 효과를 얻으려면 에너지 소비율, 방열, 수명 및 전기 모터 시스템의 무게도 잠재적인 문제입니다.
예를 들어 볼보와 아우디가 이 방향으로 움직이고 있기 때문에 저회전 범위의 전기 터보와 고회전 범위의 기존 터보로 전환하는 것은 양방향으로 가는 나쁜 방법이 아닙니다. 그러나 ^기술적으로^ 전체 회전 범위에서 작동하는 전기 터보를 사용하여 기존 터보를 완전히 대체하는 보다 급진적인 접근 방식을 추구하는 Subaru와 같은 회사도 있습니다.
그러나 한 발 물러서서 다양한 기술적인 문제를 극복하더라도 전기 터보의 도입 필요성은 여전히 사방에서 논의되고 있다. 기본적으로 전기 터빈은 추가적인 동력이 필요하며, 이는 배기 가스를 동력으로 사용하는 기존 터빈의 에너지 절약 목적과 상반되기 때문입니다. 따라서 에너지 효율성과 성능 사이의 올바른 균형을 찾는 것은 앞으로 탐구해야 할 과제입니다.
구조적 한계로 인해 기존 터보차저는 고유한 결함이 있습니다. 이러한 단점을 보완하기 위한 아이디어를 고안하고 나면 이러한 신기술을 차량에 적용하는 것은 이제 하드웨어 재료의 주요 테스트이기도 합니다. 예를 들어, 극도로 높은 온도를 견딜 수 있는 앞서 언급한 재료는 더 높은 열 효율을 달성하기 위한 터보 시스템 개발의 병목 현상입니다.
또한 기술이 발전하고 발전함에 따라 위에서 언급한 것과 같은 기술적 문제가 곧 해결될 것이라고 믿습니다. 그러나 소형 터보차저 엔진이 EPA 테스트에서 더 나은 결과를 얻었다는 사실에도 불구하고 많은 도로 테스트에서 소형 터보는 자연 흡기 엔진에 비해 주장된 연료 소비 수준을 달성하지 못합니다.
현재 테스트 장비에서 인식되는 결과가 실제 도로에서 통과하지 못하는 경우가 많다는 사실은 현재 기술의 효율성을 테스트하는 현재 수단이 아직 완벽하지 않고 완전히 현실적인 주행 환경에서 나온 방법이라는 것을 보여줍니다. 따라서 다음 단계는 실험실과 테스트 벤치에서 얻은 결과가 실제로 완전히 달성될 수 있도록 서로 다른 상황을 일치시키는 방법을 찾는 것입니다. 그렇지 않으면 모든 것이 종이 연습에 불과합니다.
