자동차정비산업기사 과급장치 이해 — 터보차저·인터쿨러·연료압력조절기

터보차저는 배기가스의 에너지를 이용해 터빈을 회전시키고, 그 회전력을 이용해 압축기를 구동하여 흡입 공기를 압축 공급하는 과급장치이다. 압축기 측에서는 임펠러가 공기에게 속도 에너지를 부여하고, 이후 디퓨저 같은 확장부를 통해 속도 에너지를 정압(압력 에너지)으로 변환한다는 유체역학적 원리가 적용된다.

가변용량제어(가변 베인) 터보차저는 배기가스 유량에 따라 베인 각도를 조절하여 효율과 응답성을 개선한다. 저속·저부하에서는 배기가스 유량이 적으므로 베인 유로를 좁혀 통과 속도를 높여 터빈으로 전달되는 에너지를 증대시켜 터보 래그를 줄인다. 반대로 고속·고부하에서는 유로를 넓혀 배기가스가 원활히 흐르게 하여 과회전을 방지한다.

인터쿨러는 터보차저로 압축되어 온도가 상승한 흡입 공기를 냉각하여 밀도를 상승시키는 장치이다. 이상기체에 대한 기체 법칙에 따라 온도가 낮아지면 같은 부피에서 공기 질량이 증가하므로 실린더 충전 효율과 출력이 향상된다. 인터쿨러의 직접적 작동 원리는 온도 하강에 따른 밀도 변화를 이용하는 것임을 기억해야 한다.

연료분사장치에서 연료압력조절기는 인젝터 전후의 압력차(분사압력)를 일정하게 유지하기 위해 흡기다기관(흡입 매니폴드)의 진공도에 대응하여 연료압을 조절한다. 즉 다이어프램 방식의 압력조절기는 매니폴드 내부 압력을 감지하여 연료압을 보상함으로써 인젝터의 분사량을 안정화시킨다.

과급장치 점검·진단 문제는 각 구성부품의 기능과 고장 시 나타나는 증상을 연결하는 문항이 자주 출제되므로, 부품의 역할(예: 디퓨저의 속도→압력 변환, 임펠러의 속도 부여)과 고장 증상(예: 밸브 가이드 실의 파손으로 인한 백색 배기가스) 사이의 인과관계를 확실히 해두어야 한다.