자동차의 터보 엔진(기관_Turbo engine)이란?
자동차는 휘발유나 경유 등의 연료를 엔진 내부에서 연소시켜 생긴 힘으로 움직이며, 이 때 배기 가스를 엔진 밖으로 내보낸다. 자동차의 열효율을 보면 실제 유효하게 사용되는 것은 약 55%이고, 그 밖의 열기관 자체나 부속 장치를 움직이는데 약 15%가 사용되며 나머지 30% 가량은 배기 가스로 그대로 방출된다.
엔진의 출력을 높여 주는 가장 기본적인 방법은 배기량을 늘리는 것이다. 그러나 배기량을 늘리면 이에 따른 차의 무게도 늘어난다. 또 배기량에 따라 세금을 다르게 부과하기 때문에 배기량을 한없이 늘릴 수도 없다.
배기량을 늘리지 않고 생각한 방법이 실린더에 더 많은 혼합기를 넣어 주는 방식인 DOHC(Double Over Head Cam)이다. 흡기와 배기 밸브를 일반 엔진보다 실린더당 1개씩 더 설치해 줌으로써 혼합기의 흡입과 배기 가스의 배출을 용이하게 하는 것이다. 이는 10 ~ 15%의 출력 향상을 가져올 수 있다.
배기 가스에 의한 열손실을 막기 위해서 배기 가스를 다시 이용하는 방법을 고안해 낸 것이 터보 차저(turbo-charger)이다. 터보 차저는 배기 가스의 힘을 이용해 흡입 행정에 도움을 주는 방식이다.
우선 배기관에 물레방아 모양의 터빈을 장치하고, 이와 함께 연결된 또 다른 터빈을 흡기관에 연결한다. 엔진에서 배기 가스가 나오면 배기 가스가 방출되는 힘으로 배기관에 연결된 터빈이 움직이고, 이에 따라 흡기관에 연결된 터빈도 따라 움직여 대기압보다 1.5 ~ 2배 높은 압력의 공기를 엔진에 넣어 준다.
일반적으로 자동차에 사용되는 4기통 엔진의 분당 회전수(rpm)는 약 7천 정도이다. 이에 비해 터보 차저 방식을 이용하는 터빈의 분당 화전수(rpm)는 5 ~ 16만 정도의 초고속으로 고도의 내구성을 요구한다. 이처럼 고압의 공기를 엔진에 넣어 줌으로써 일반 엔진에 비해 20 ~ 30% 정도의 출력이 향상될 수 있다.
@배기관에서 배출되는 물질
자동차에서 방출되는 물질 중 대기 오염의 원인이 되는 것은 배기관에서 배출되는 물질과 블로바이 가스, 연료 공급 계통의 증발 가스 등이다. 배기관으로부터 방출되는 물질에는, 1) 연료의 연소 생성물(H20), CO2) 2) 불완전 연소의 생성물(CO), 3) 미연소 연료, 분해 생성물(HC,매연), 4) 연료 첨가물의 연소 생성물(Pb 화합물), 5) 불순물의 연소 생성물(디젤의 SO2), 6) 고온의 연소실에서 주로 공기의 성분이 화학 변화한 것(NO) 등이 있다.
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