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제목 : 터보튜닝과 비교해 본 수퍼챠저 튜닝의 진실 작성자 : 수퍼맨
작성일 : 2011-11-10 08:54:29 수정일 : 2011-11-10 08:54:29 조회수 : 39782 댓글수 : 0

 예전에 븐클럽에 관련글이 올라와서 다루었던 내용을 포스팅합니다. 관심이 있는 분들은 참고하시면 되겠네요.

 

 

현실적으로 수동이 오토에 비해 튜닝을 하는데 있어서 유리한 환경이지만 이글에서는 실제로 오토미션이라는 것이 수동미션에 비해 퍼포먼스에서 무조건 손해는 아니라는 사실에 대한 것을 공유하고자 하는 목적이구요.

수퍼챠저와 터보에 대해서도 잘못 인식된 부분이 있는 것 같아서 역시 공유차원으로 글을 씁니다.


 

우선 통상적으로 수퍼챠저가 1바 이상 잘 안쓰는 이유는 챠저의 용량 문제와 압축비 문제 때문입니다.

수퍼챠저도 압축비 내리고 용량 큰거 사용하면 1바 이상 사용한다고 문제될것 없습니다.
그런데 일반적으로 수퍼챠저 튠을 할때에는 압축비를 내리지 않고 컴프레셔의 사이즈도 빅사이즈보다는 적정사이즈를 고르는 것이 일반적입니다.

왜냐하면 과급에서 터보대신 수퍼챠저를 선택하는 기준이 악셀링의 장점과 저속에서부터 나오는 토크때문인 경우가 많기 때문이죠.

또한 터보와 달리 수퍼챠저는 컴프레셔의 회전이 엔진크랭크와 직접 연결되어 풀리사이즈에 의해 비율에 따라 비레해서 회전속도가 증가하기 때문에 적정사이즈의 챠저를 장착하고 하이퍼프레셔를 사용하려면 그만큼 엔진이든 챠저든 고회전을 해야 하기 때문에 터보에 비해 부담이 많이 가게됩니다.

 

 

 

 

이때문에 풀리의 사이즈를 조정해서 엔진회전수와의 비를 조정해서 챠저의 회전을 터빈에 비해서 낮게 사용하는 것이 일반적입니다.

 

 

 

 

 

또 수퍼챠저와 터보의 차이중 중요한 차이점은 터보의 경우는 일정부스트가 설정되면 셋팅된 부스트 부터는 터빈으로 유입되는 배기가스를 바이패스 하게 됩니다 (액추에이터나 웨이스트 게이트를 이용하죠)

 

 

 

 

하지만 챠저는 회전하는만큼 계속 올라갑니다. 대표적인것이 이튼챠저등에서 채용하는 루츠형 컴프레셔인데 루츠형 컴프레셔에도 액추에이터에 의해 작동하는 바이패스 밸브가 있지만 터보는 설정된 부스트 압력에 도달하면 열리지만, 수퍼챠저는 반대로 액추에이터에 의해 셋팅된 압력에 도달하면 밸브가 닫힙니다. 반대로 셋팅된 압력에 이르지 못하고 진공이 커지면 밸브가 열려서 바이패스를 하게 되죠.

즉, 터보와는 반대로 작동합니다.

 

 

 

 

 

물론 터보도 무한정 용량에 상관없이 부스트를 쓰는 것은 아니지만 아주 작은 투싼터빈도 2바이상 사용이 가능하긴 합니다.

아이러니 한것은 터보는 배기량과 상관없이 적절한 터빈으로 높은 부스트를 사용해서 출력을 높일 수 있지만 챠저는 기본적으로 엔진의 출력..특히 토크가 뒷받침 되지 못하면 제대로 출력향상을 보기 힘듭니다.

 

 

 

 


터보시스템은 버려지는 배기가스의 힘을 재활용 하는 원리이지만 챠저는 엔진의 토크를 일부 가져다 쓰기 때문이지요.
그렇다고 낮은 배기량에서 챠저가 무조건 나쁜것은 아니구요 적절한 사이즈를 채용하면 됩니다.
터보도 마찬가지로 낮은 배기량에서 빅터빈은 활용성이 떨어지지만 챠저보다는 좀더 용량에 대한 선택의 폭이 큽니다.


터보챠저와 수퍼챠저의 다른점중에 부스트를 제어하는 부분에 있어서 챠저는 악셀오프나 하프로드시에 바이패스 하고 풀로드에서는 풀리회전증가에 비레해서 부스트가 올라가기 때문에 용량이 작은 챠저로 풀리를 작은것을 써서 무리하게 셋팅하면 챠저가 서징하게 됩니다.

회전증가로 부스트가 올라가도 부스트를 빼주지 않기 때문이죠.

그리고 보통은 수퍼챠저 셋팅시에는 압축비를 내리지 않고 작업하는 것이 일반적이지만 압축비를 내리고 용량이 큰 챠저를 사용하면 얼마든지 큰 부스트를 쓸 수 있습니다.

물론, 이렇게 셋팅하게 되면 저회전 영역과 실용운전구간에서의 토크는 수퍼챠저라고 하더라도 상당히 떨어지게 됩니다.

결국 수퍼챠저의 장점인 리니어한 토크를 살리려면 배기량이 큰 엔진에서 셋팅의 활용성이 높아진다는 맹점이 생깁니다.

 

 

 

 

그래서 흔히들 수퍼챠저가 배기량이 큰 엔진에 적합하다고 하는것이죠.

그러나 터보챠저든, 수퍼챠저든 과급이라는 것 자체가 근본적으로 자연흡기 방식에 비해서 상대적으로 작은 엔진으로 큰힘을 내기위한 의미가 크고, 수퍼챠저 역시 터보와의 비교에서의 상대적인 차이일뿐 작은 배기량의 엔진에서도 충분히 효율적인 셋팅이 가능합니다.


챠저 작업후에 부스트를 쉽게 높이는 방법중 흔히들 사용하는 방식이 바로 풀리사이즈를 작게 해서 수퍼챠저의 회전을 증가시켜 부스트를 높이는 방법인데요.

이런식으로 수퍼챠저용량에 비해 풀리를 이용해서 부스트를 높게 쓰게 되면 엔진이 블로우하기보다는 챠저가 망가질 가능성이 높게 됩니다.

자칫 수퍼챠저가 허용할 수 있는 회전수를 넘어서게 되기 쉽기 때문이죠.

터보와 달리 수퍼챠저는 풀리의 회전비로 부스트를 조정하기 때문에 수퍼챠저의 용량에 맞는 회전수를 맞추어 주는 것이 중요합니다.

특히, 수퍼챠저에서 엔진회전수를 높게 사용할때와 낮게 사용할때 같은 풀리로 셋팅하게 되면 용량이 허용하는 한도내에서 셋팅하게 되면 부스트는 알피엠이 높아질 수록 커집니다. 그러나 용량을 넘어서게 되면 수퍼차져의 용량부족으로 부스트가 다시 감소하게 되죠.

일부차량에 OE로 장착되어 나오는 수퍼챠저의 경우 용량을 배기량 대비 크게 하지 않기 때문에 낮은 회전수에서 챠저의 회전한계에 도달하게되며, 이때 알피엠을 높이면 챠저에 무리가 오게됩니다.

특히, 맵핑이나 하이캠과 같은 튠을 통해 회전한계를 넘어서 사용하게 되면 그 데미지가 더욱 크게되죠.

 

 

국산차량중에 애프터마킷에서 수퍼챠저튠을 가장 흔히 하는 기종으로 투스카니 엘리사나 그랜저 XG같은 차종이 있습니다.

엔진으로는 2.5~2.7리터의 V6 델타엔진이 주로 사용되는데, 인스톨이 간편하도록 제작되어 출시한 알파인 수퍼챠저 킷을 장착하는 경우가 많죠.

 

 

 







알파인 킷의 경우 이튼챠저 (루츠형)이 적용되어 있는데 풀리교체로 부스트를 높이게 되면 일정 싯점이 넘어서면 최대출력은 높아지는데 최대출력이 나오는 싯점은 더 낮은 알피엠쪽으로 이동하게 됩니다. 오히려 후반은 하락하게 되죠.

물론 터보도 작은 터빈으로 너무 부스트를 높게 쓰면 마찬가지로 후반부가 급격히 하락하지만 수파챠저 만큼은 아닙니다.

무엇보다 터보의 경우는 일단 부스트가 피크에 도달하게 되면 이후로는 배기가스를 바이패스 시켜서 터빈의 회전수 증가를 제한하게 되지만, 수퍼챠저는 엔진의 회전과 비레해서 계속해서 증가하기 때문에 더 치명적일 수 있습니다.



반대로 챠저나 풀리는 그대로 두고 엔진회전수를 키우게 되도 부스트가 높아지는데 위의경우와는 반대로 더 높은 알피엠에서 최고출력이 나오게 됩니다. 하지만 순정캠샤프트의 셋팅으로는 엔진알피엠을 높여서 출력을 높이는 것에는 한계가 있기 때문에 하이캠 샤프트을 사용하게 됩니다.

그런데 하이캠셋팅도 수퍼챠저에서의 캠듀레이션이나 오버랩, 그리고 n/a에서의 하이캠의 듀레이션과 오버랩셋팅이 달라져야 합니다.
이것은 특히, 루츠형에서 더 중요한데, 하이캠을 셋팅하고 알피엠을 높게 쓰게 되면 챠저는 높아진 알피엠만큼 회전이 증가해서 부스트가 커져야 하지만 오버랩 구간에서 챠저의 맥동파가 리턴되서 오히려 부스트가 낮아지게 되는 경우가 있습니다.

그런데 캠을 직접 깍아서 만들지 않는한 원하는대로 조정하기는 어렵기 때문에 이런 경우 캠스프로깃을 적절히 이용하거나, 혹은 풀리사이즈를 바꿔가면서 가장 효율적인 수퍼챠저의 회전비를 찾아 보는 것도 좋은 방법입니다.


그리고 루츠형 차저와 달리 원심형으로 되어있는 챠저가 있는데, 루츠형 챠저와는 특성이 무척 다릅니다.

원심형은 보다 터보에 가까운 특성을 보여주고 적절한 풀리셋팅만 된다면 고회전에서의 출력형이라고 할 수 있습니다.
루츠형은 적절한 풀리 셋팅이 되었을때 고회전에서의 출력형보다는 중저속에서의 토크형이라고 할 수 있구요.

어느쪽이 나은가는 답은 없습니다 다만 원심형보다는 루츠형이 챠저자체에서 발생하는 열이 심합니다. 루츠형이 가지고 있는 구조적인 문제인데 이 열은 엔진의 열이나 흡기온을 의미하는 것이 아니고 챠저 자체의 온도상승을 의미합니다.


엔진의 열만으로 본다면 같은 부스트에서도 터보쪽이 열이 더 심합니다. 특히 터보에서 부스트를 높게 쓰는 경우는 챠저와는 비교대상이 안될정도로 많은 열을 내는 것이 보통입니다.

 

 

 

배기셋팅도 챠저와 터보는 다릅니다 루츠형 챠저는 흡배기의 맥동을 고려해야 하기 때문에 무조건 크게해서도 안됩니다.

원심형 수파챠저는 중저속에서 부스트가 제대로 나오질 않기 때문에 역시 흡배기 셋팅을 세밀하게 해야 합니다. 하지만 터보는 맥동의 영향을 별로 받지 않고 터빈을 지난 배기가스가 원할하게 빠져주는 것이 유리한데다가, 부스트가 터빈의 용량에 맞게 바로 터지기 때문에 배기는 클수록 좋습니다.

예전에 챠저작업후에 부스트를 높게 쓰다가 엔진이 블로우 되었다는 분이 있었는데, 수퍼챠저에서 부스트를 높게 쓴게 원인이라기 보다는 맵핑이나 압축비의 문제라고 생각이 되네요. 결국 노킹이라는 것이죠.

수퍼챠저에서 1바 이상을 쓴다고 하더라도 적절한 압축비가 셋팅되어 있고, 맵핑이 정상적으로 되어있다면 엔진의 블로우는 매우 드뭅니다. 용량에 비해 무리한 부스트를 적용할 경우 엔진보다는 챠저에 먼저 문제가 생기는 경우가 많습니다.

 

즉, 수퍼챠저로 부스트를 높게 쓰는 경우 터보보다 엔진에 무리가 간다라는 인식은 잘못된 것입니다.

 

 


수퍼챠저는 터보와 달리 셋팅된 부스트가 어느정도 일정하게 유지되지만 (기계적 고장이 없다면..) 터보는 전자식으로 제어하지 않으면 기온이나 습도, 기타 환경에 따라 오버부스트가 뜨는 경우가 많기 때문에 오히려 맵핑을 정상적으로 해놔도 터보가 더 세밀한 관리가 필요합니다.

 

 

 

 




이때문에 터보에서 고압셋팅할때는 개인적으로는 항상 전자식 부스트 콘트롤러를 추천합니다. (순정 터보들은 모두 전자식 컨트롤방식이고 사제는 대부분 기계식이죠)

사제에서 전자식 부콘을 사용한다고 해도 순정터보만큼의 제어완성도는 떨어집니다. 사제에서의 전자식 부콘은 솔레노이드를 이용해서 웨이스트 게이트나 액추에이터 밸브를 제어해서 셋팅된 부스트를 유지하지만 만약 웨이스트 게이트나 액추에이터에 문제가 생겼을 경우 오버부스트가 뜨는 것을 막을 수 없습니다.
하지만 순정에서 제어하는 방식은 ecu에서 허용한 부스트 이상이 감지되었을때 안전모드로 들어가서 연료량과 점화시기를 안전모드로 설정하고 엔진알피엠을 제어해서 엔진블로우를 막도록 되어있습니다.

 

 

 


그리고 수동과 오토의 경우 오토미션의 용량만 충분하다면 터보에서는 수동보다 오토가 적합합니다. 그러나 현실적으로 양산차들의 오토미션은 대부분 이러한 충분한 용량을 제공하지 못하기 때문에 문제가 되는것이죠.

오토미션은 수동에 비해 슬립이라는 것이 존재하기 때문에 출력에서 손해라고 많이들 생각하시는데, 수동미션도 슬립은 존재합니다 바로 클러치 슬립이죠.

클러치를 튜닝해서 슬립을 줄일 수는 있지만 슬립이 없는것은 아닙니다. 물론 오토보다는 슬립이 적지만 오토미션은 일정한 슬립을 유지하는 반면 수동미션은 출력이 높아진 상태에서는 슬립량이 시간이 지날수록 점진적으로 증가하고 이로인해서 클러치 교환주기가 무척 짧아지게 됩니다.
하지만 현실적으로는 양산차를 튜닝하는 입장에서 수동미션을 사용하는 것이 튜닝에 있어서 좀더 나은 환경을 제공합니다.

그 가장 큰 이유는 역시 양산차의 자동미션의 용량이 충분하지 못하고 애프터마킷에서 자동미션의 용량을 올리는것보다는 수동미션의 클러치를 강화하는 편이 쉽기 때문입니다.

 

용량만 충분하다면 자동미션이 수동미션보다 유리한 점이 또 있는데 바로 구동력입니다.
수동미션을 사용함에 있어서 출력이 높아지게 되었을때 운전자에 따라 성능이 다르게 나타나는 것은 구동력때문입니다.

오토미션은 동력이 지면에 전달되는 과정에서 타이어의 마찰력을 넘어서는 부분을 어느정도 자체적으로 토크를 흡수해서 커버해 주지만, 수동미션은 클러치가 보강된 상태라면 구동력을 조절하는 것은 전적으로 운전자의 클러치조작과 악셀조작에 달려 있기 때문이죠.

 


TCS의 도움을 받는다고 해도 강력한 출력과 강화된 클러치로 무장한 수동미션은 구동력 손실이 무척 심하기 때문에 세밀한 컨트롤이 필요합니다.

그러나 실제로 오토미션이라고 해서 수동미션보다 출력이 많이 떨어지는건 아닙니다. 이건 어디까지나 양산형에서의 문제죠 양산형의 경우 일반적으로 오토미션은 수동미션보다 기어비도 작고 동력손실도 조금 더 존재하며 수용할 수 있는 토크도 낮은 편입니다.


하지만 양산상태에서 미션의 용량이 충분한 차량이거나, 동력손실이 줄어든 강화미션에 기어비를 수동미션 수준으로 조정한다면 실제 출력은 수동이나 오토나 별차이가 없습니다.

오히려 이렇게 튠된 오토미션은 드래그레이스같은 경우에 수동미션보다 많은 장점들을 가지고 있기 때문에 호주나 미국에서 본격적으로 드래그용으로 개조된 차들은 드래그용 오토미션을 사용합니다

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