선정방법
많은 자동차 팬들에게 앞범퍼에 장착된 인터쿨러는 마음 속 꿈의 개조 부품이자, 압력 릴리프 밸브의 소리처럼 빼놓을 수 없는 성능의 상징이기도 하다. 그런데 겉보기에는 똑같아 보이는 다양한 인터쿨러에 대한 지식은 무엇일까? 업그레이드하거나 설치하려는 경우 어떤 점에 주의해야 합니까? 위의 질문은 이 단원에서 하나씩 답변됩니다.
인터쿨러를 설치하는 목적은 주로 흡입 온도를 낮추는 것입니다. 아마도 독자들은 이렇게 물을 것입니다. 흡입 온도를 낮추어야 하는 이유는 무엇입니까? 이를 위해서는 터보차저의 원리를 언급해야 합니다. 터보차저의 작동 원리는 단순히 엔진의 배기 가스를 사용하여 배기 블레이드에 충격을 준 다음 반대쪽의 흡기 블레이드를 구동하여 압축 공기를 연소실로 보내는 것입니다. 배기 가스의 온도는 일반적으로 800도 또는 900도에 달하기 때문에 터빈 본체도 매우 높은 온도 상태에 있으므로 흡입 터빈 끝을 통과하는 공기의 온도가 상승하고 압축 공기도 열을 발생시킵니다(압축 공기 분자 사이의 거리가 작아지기 때문에 서로 압착하고 마찰하여 열에너지를 생성합니다). 이 고온 가스가 냉각되지 않고 실린더에 들어가면 엔진 연소 온도가 너무 높아지기 쉽고 가솔린 사전 연소로 인해 폭발이 발생하여 엔진 온도가 더욱 높아집니다. 동시에, 압축 공기의 양은 열팽창으로 인해 산소 함량을 크게 감소시켜 부스트 효율을 감소시키고 당연히 필요한 전력 출력을 생성하지 못하게 됩니다. 또한 고온은 눈에 보이지 않는 엔진의 킬러이기도 합니다. 작동 온도를 낮추려고 노력하지 않으면 더운 날씨 환경에 직면하거나 장시간 운전하면 엔진 고장 확률이 높아지기 쉽습니다. 따라서 흡기 온도를 낮추기 위해서는 인터쿨러를 설치해야 합니다. 인터쿨러의 기능을 알아본 후, 그 구조와 방열 원리를 살펴보겠습니다.
인터쿨러는 크게 두 부분으로 구성됩니다. 첫 번째 부분은 튜브(Tube)라고 합니다. 그 기능은 압축 공기가 흐를 수 있도록 수용하는 채널을 제공하는 것입니다. 따라서 Tube는 압축공기가 압력을 새지 않도록 밀폐된 공간이어야 합니다. 튜브의 모양은 정사각형, 타원형, 긴 원추형의 세 가지 유형으로 구분됩니다. 차이점은 바람 저항과 냉각 효율 간의 균형에 있습니다. 두 번째 부분은 일반적으로 지느러미로 알려진 지느러미라고 합니다. 일반적으로 Tube의 상하층 사이에 위치하며 Tube에 단단하게 부착됩니다. 그 기능은 압축된 뜨거운 공기가 Tube를 통해 흐를 때 Tube의 외벽을 통해 Fin으로 열이 전달되기 때문에 열을 방출하는 것입니다. 이때, 핀을 통해 외부 온도가 낮은 공기가 흐르면 열을 빼앗아 흡입 온도를 냉각시키는 목적을 달성할 수 있습니다. 두 부분이 10~20층이 될 때까지 연속적으로 중첩되어 이루어진 구조를 코어(Core)라고 하며, 인터쿨러의 본체이다. 또한, 터빈에서 압축된 가스가 코어에 들어가기 전에 완충공간과 압력 저장 공간을 갖게 하고, 코어를 떠난 후에는 공기유량을 증가시키기 위해 일반적으로 탱크라고 불리는 부품이 코어의 양쪽에 설치됩니다. 외관은 깔때기 모양이며, 실리콘 튜브의 연결이 용이하도록 원형의 입구와 출구가 설치되어 있습니다. 인터쿨러는 위의 4가지 부분으로 구성됩니다. 인터쿨러의 방열 원리는 앞서 말씀드린 것과 같습니다. 여러 개의 수평 튜브를 사용하여 압축 공기를 나눈 다음 자동차 전면 외부에서 직접 찬 공기가 튜브에 연결된 냉각 핀을 통과하여 압축 공기를 냉각시키는 목적을 달성하므로 흡입 온도가 외부 온도에 가까워집니다. 따라서 인터쿨러의 방열 효율을 높이려면 면적과 두께를 늘리고 튜브의 수, 길이, 냉각 핀 등을 늘리면 됩니다. 그런데 그게 그렇게 쉽나요? 실제로는 그렇지 않습니다. 인터쿨러가 길고 커질수록 흡기압력 손실이 발생할 가능성이 높아지는데, 이는 이 단원에서 논의하는 주요 문제 중 하나이기도 합니다. 압력손실은 왜 발생하는가? 성능을 중시하는 인터쿨러는 방열 성능도 좋아야 할 뿐만 아니라 압력 손실도 줄여야 합니다. 그러나 압력 손실을 억제하는 것과 냉각 효율을 높이는 것은 기술적인 측면에서 완전히 반대입니다. 예를 들어, 같은 크기의 인터쿨러가 전적으로 방열용으로 설계된 경우 튜브 내부를 더 얇게 만들고 핀 수를 늘려야 하므로 공기 저항이 증가합니다. 그러나 압력 수준을 유지하도록 설계하면 튜브가 두꺼워지고 핀 수가 줄어들어 열교환 효율이 상대적으로 떨어집니다. 따라서 인터쿨러의 개조는 생각보다 간단하지 않습니다. 따라서 냉각 효율성과 압력 유지의 균형을 맞추기 위해 대부분의 사람들은 튜브와 핀부터 시작합니다.
다음 부분은 지느러미입니다. 일반 인터쿨러의 핀은 일반적으로 개구부가 없는 직선형 스트립이며 인터쿨러의 너비에 따라 핀의 길이가 결정됩니다. 하지만 핀은 인터쿨러 전체의 방열 기능에 중요한 역할을 하기 때문에 찬 공기와 접촉하는 면적을 늘리면 열교환 효율을 높일 수 있다. 따라서 인터쿨러 핀은 다양한 디자인을 갖고 있는 경우가 많으며, 그 중 파도 모양 또는 소위 셔터 모양 핀이 가장 인기가 높습니다. 그러나 열 방출 효율 측면에서 보면 냉각 핀을 겹치는 것이 여전히 가장 좋지만 생성되는 바람 저항도 가장 분명합니다. 따라서 이러한 경주용 자동차는 빠르지는 않지만 고속으로 작동하는 엔진을 보호하기 위해 좋은 방열이 필요하기 때문에 일본 D1 경주용 자동차에서 더 일반적입니다. 인터쿨러를 수정하십시오. [2]
터빈 용량에 따라
인터쿨러의 다양한 개조 이론을 논의한 후, 실제 개조 시 주의해야 할 사항은 무엇입니까? 일반적으로 개조된 인터쿨러는 대부분 원래 교환 유형과 파이프 구성에 상당한 변경이 필요한 대용량 키트로 구분됩니다. 직접 교환형의 사양은 기존 제품과 유사하며, 유일한 차이점은 내부 튜브와 핀의 디자인이 다르고 두께가 약간 더 넓어진 것입니다. 이 키트는 원래 공장에서 개조되지 않은 차량이나 개조 규모가 크지 않은 경우에 적합하며 원래 엔진의 잠재력을 자극할 수 있습니다. 대용량 인터쿨러는 바람이 불어오는 쪽 면적을 늘려 방열 성능을 높이는 동시에 두께도 늘려 일정한 온도를 유지한다. 하오양에서 생산하는 인터쿨러를 예로 들면 일반형은 5.5~7.5cm 정도(1.6~2.0리터 차량에 적합)이고, 강화형은 8~105cm 정도(2.5리터 이상 차량에 적합)이다. 또한, 공기 흐름의 저항을 최소화하기 위해 대형 깔때기 모양의 공기 저장 탱크를 사용합니다. 물론, 강화된 인터쿨러의 사용은 중대형 터빈을 장착할 때 더 적합합니다. 예를 들어, 히스테리시스가 더 심각하고 저속 과급 응답에 도움이 되지 않기 때문에 6 미만의 터빈이 있는 엔진을 사용하는 것은 권장되지 않습니다. 하지만 NA-to-Turbo 차량의 경우 원래 디자인의 냉각 효율이 충분하지 않을 수 있으므로 더 큰 인터쿨러를 사용하는 것이 좋습니다. 게다가 슈퍼차저 설정을 낮춰도 인터쿨러는 생략할 수 없다. 결국, 흡기 온도를 낮추면 엔진의 내구성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 출력의 안정성에도 도움이 됩니다.
반면, 인터쿨러는 열을 방출하기 위해 공기를 사용하는 것 외에 수냉식도 사용합니다. Toyota Mingji 3S-GTE가 그 예입니다. 가장 큰 장점은 쿨러 바디가 스로틀 바로 앞에 위치하여 흡기 파이프가 매우 짧고 응답성이 높은 것이 특징입니다. 또한, 물 자체의 일정한 온도가 매우 높아 흡기온도의 안정성에도 큰 도움이 되며, 특히 교통체증 등 차량 전면에 충격 영향이 없을 때 더욱 그렇습니다. 하지만 전용 워터펌프와 라디에이터를 연결해야 하고, 직접 공랭식에 비해 온도 감소폭도 크지 않기 때문에 여전히 공랭식 인터쿨러가 주류를 이루고 있다.
교정이 우선입니다
인터쿨러의 설치 위치는 일반적으로 전면 장착형과 상단 장착형의 두 가지 유형으로 구분됩니다. 방열 측면에서는 앞범퍼에 위치한 프런트 마운트 타입이 당연히 좋지만 반응성 측면에서는 탑 마운트 타입이 더 유리하다. 이는 짧은 파이프로 인한 부스트의 직접적인 효과입니다. 예를 들어 임프레자 WRCar는 프론트 인터쿨러의 파이프 길이를 줄이기 위해 스로틀을 반대로 돌려 긴 파이프로 인한 압력 손실을 줄인다. 흡기관의 전체적인 매칭 역시 인터쿨러 개조 시 반드시 주의해야 할 핵심 포인트라고 생각하기 어렵지 않습니다. 따라서 인터쿨러를 업그레이드하거나 설치할 때에는 인터쿨러의 크기에 주의하는 것 외에, 배관의 길이를 최대한 줄여야 하고, 파이프의 길이를 최대한 줄여 굴곡과 용접점 등을 줄여야 한다. 이는 모두 공기유량을 높이는 방법이다. 용접점과 굴곡이 너무 많으면 공기흐름의 원활함에 영향을 미치기 때문이다.
