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올바른 터보 선택

고성능 터보차저를 선택하는 것은 목표 마력에서 시작됩니다. 각 터보차저는 특정 범위의 마력 및 엔진 배기량을 지원하도록 설계되었습니다. 터보가 엔진에 비해 너무 크면 터보 랙이 많이 발생하고 터보가 엔진에 비해 너무 작으면 목표 마력에 도달하지 못할 수 있습니다. 이 페이지에서 엔지니어가 만든 리소스는 프로세스를 안내하는 데 도움이 됩니다.

성능 업그레이드

올바른 터보 선택

부스트 어드바이저는 마력과 엔진 제반 요구 사항을 충족하는 터보차저를 선택하는 데 도움이 되도록 설계된 프로그램입니다. 필요사항들을 입력하여 부스트 어드바이저가 터보를 매칭하도록 하십시오. 이 새로운 기능은 또한 매칭된 터보의 다른 압축기에도 또한 매핑을 실시합니다.

부스터 어드바이저

Garrett 부스트 어드바이저는 터보 매치를 빠르고 쉽게 수행할 수 있도록 개발된 도구입니다. 엔진과 마력 목표에 대한 몇 가지 매개변수를 입력하면 몇 초 만에 Garrett 부스트 어드바이저가 입력치에 가장 부합하는 터보차저를 제공할 것입니다. 또한 터보를 구입할 수 있는 가장 인근 대리점을 안내합니다.

 

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터보 테크

모든 엔진을 터보차징하는 것은 처음에는 제대로 작동하기 어려운 과정일 수 있습니다. 우리는 주요 주제를 기본, 고급 및 전문가의 3가지 범주로 나눴습니다.

기본: 터보 작동 원리, 터보 구성 요소, 베어링 시스템, 웨이스트게이트 및 블로우 오프 밸브

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고급: 트림, A/R, 매니폴드 선택, 리치 vs 린 및 압축비와 같은 터보 용어

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전문가:  컴프래서 맵을 읽고, 엔진 변위를 기반으로 마력을 계산하고, 터보 일치를 식별하기 위해 컴프래서 맵에 점을 표시하는 방법을 배웁니다.

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시스템 최적화

터보 시스템 최적화는 보조 시스템과 문제를 올바르게 계산, 설치, 식별하는 방법과 잘못된 설치로 인해 발생하는 일반적인 문제를 수정하는 방법에 대한 팁을 다룹니다. 급수관, 사이펀 효과, 차지 에어 튜빙, 오일 공급 및 배수, 오일 제한 장치 및 권장 오일 압력에 대해 학습합니다. 이로써, 터보차저 시스템을 최적화하는 방법을 이해하게 될 것입니다.

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수냉식

수냉식으로 기계 내구성이 향상되고 터보차저의 수명이 연장됩니다. Garrett GTX 및 G 시리즈 볼 베어링 터보는 오일과 물로 냉각되도록 설계되었습니다. 수냉식의 주요 이점은 실제로 엔진이 정지된 후에 나타납니다. 터빈 하우징과 배기 매니폴드에 저장된 열은 셧다운 후 터보차저의 중앙 부분으로 “재흡수”됩니다. 냉각수 배관이 올바르게 연결되지 않으면 이 강한 열로 인해 터빈 휠 후방에  있는 베어링 시스템과 오일 씰링 피스톤 링이 손상될 수도 있습니다.

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올바른 디젤 업그레이드 터보차저를 선택하려면 무엇을 알아야 합니까?

디젤 엔진이 만드는 동력의 양은 실린더에 분사되는 연료의 양에 정비례하며 연료는 완전 연소를 위해 충분한 공기가 필요합니다. 불완전연소 미발생의 성능을 위해 엔진은 연료보다 약 18배 더 많은 공기(질량 기준)가 필요합니다. 따라서 더 많은 연료가 추가되면 추가 공기도 추가되어야 합니다. 대부분의 응용 분야에서 스톡 터보는 출력 증가를 위한 추가 용량이 있지만 압축기가 초크 한계(최대 유량)에 도달하면 터보 속도가 급격히 증가하고 효율이 급격히 떨어지며 압축기 토출 온도가 매우 빠르게 상승합니다. 이것은 더 높은 배출 온도가 더 높은 흡기 매니폴드 온도와 더 높은 배기 가스 온도를 의미한다는 점에서 “눈덩이” 효과를 만듭니다.

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The lower efficiency means that more turbine power is required to reach the same boost causing higher back pressure in the exhaust manifold. This can usually be seen on an engine with a performance chip (at the highest power setting) and maybe an intake or exhaust upgrade. Under heavy acceleration, smoke is pouring from the tailpipe as the EGT’s and turbo speeds are climbing into the danger zone requiring a prudent driver to back off the accelerator pedal early to keep from damaging the engine. Under these conditions, the stock turbo is running on borrowed time.

With an upgrade turbocharger selected to compliment the extra fuel, smoke is drastically reduced, EGT’s are under control and, since the turbo is operating in a more efficient range, horsepower and drivability are enhanced. When the modifications get more serious, a bigger turbo is a must have to compliment even more fuel.

In order to decide on the appropriate turbocharger for your diesel engine, the very first thing that needs to be established is the power target. Since turbochargers are sized by how much air they can deliver and airflow is proportional to engine power, a realistic horsepower goal is critical to make the right choice.

현실적인 목표

사용 목적 및 중요 요소

최대의 성과와 만족을 보장하기 위해서는 현실적인 목표 개념이 강조되어야 합니다. 물론 누구나 메가급 마력 차량을 갖고 싶어하지만 합리적인 한계를 넘어서면 출력이 올라갈수록 신뢰성, 운전성 및 일상 효용성이 떨어집니다. 출력이 증가함에 따라 상황이 잘못되거나 마모 및 고장 가능성이 더 큽니다. 대부분의 프로젝트 차량은 다음 일반 범주 중 하나에 속할 수 있습니다.

사용 목적 대략적인 파워 증가 중요 요소
일일 운전자 / 작업 트럭 / 견인 차량 + 150 잉여 마력 신뢰성, 운전성, 성능, EGT 감소, 매연 감소
주말 전사 + 250 잉여 마력 여전히 주중에는 정규 근무를 해야 하고 주말에는 즐겁게 지내야 함.
극한 성능 + 350 잉여 마력 고성능 기능을 위해, 일반 주행도 가능하지만 일상 주행성능 저하됨
경쟁 + 400 이상 잉여 마력 100% 성능 – 타협 없음

자 이제, 어떤 터보를 선택할까요?

각각의 경우를 고려하여 의도한 출력 증가를 기반으로 터보 선택을 계산해 보겠습니다. 첫 번째 단계는 Turbo Tech Expert 섹션을 읽는 것입니다. 본 내용에서는 압축기 맵의 판독과 터보를 적절하게 일치시키는 데 필요한 방정식에 대해 설명합니다. 그러나 주어진 예는 가솔린 엔진에 대한 것이므로 동일한 방정식을 사용하지만 디젤 엔진을 사용하므로 여기에서 몇 가지 추가 예를 작업할 것입니다. 매연 성능이 낮거나 비해당의 경우 22:1의 공기 연료 비율(AFR)로 계산됩니다. 마찬가지로 일반적인 BSFC(Brake Specific Fuel Consumption)는 0.38의 범위에 있습니다.

현실적인 목표

시작하려면 Example 태그를 참조하세요!

이 예는 일일 운전자/작업 트럭/견인 차량 범주에 대한 것입니다. 여기에는 최대 150HP잉여마력의 차량이 해당됩니다. 그러나 잠깐만요, 이 파워 수준은 칩이나 튜닝 모듈만으로도 달성할 수 있습니다. 그렇다면 왜 새로운 업그레이드 터보를 사용합니까? 업그레이드 터보는 칩 및 기타 업그레이드를 통해 얻은 이득을 더욱 향상시킵니다. 업그레이드 터보가 제공하는 추가 공기 및 낮은 배압은 EGT를 낮추고 더 적은 매연으로 더 많은 출력을 허용하며 더 높은 부스트 압력 및 출력 수준에서 스톡 터보의 내구성 문제를 해결합니다. 이것은 가벼운 업그레이드가 될 것이기 때문에 부스트 응답과 주행성이 전반적으로 향상될 것입니다.그리고 운전성능은 전반적으로 개선될 것입니다.

예시

나는 이른바 325 플라이휠 마력(섀시 다이노에서 측정시 약 275 휠 마력)의 6.6리터 디젤 엔진을 가지고 있습니다. 425 휠 마력으로 만들고 싶습니다; 150 휠 마력 증가. 이 숫자를 공식에 대입하고 위의 AFR 및 BSFC 데이터를 사용합니다.

Turbo Tech 103 참조 :

여기서,

      • Wa = 실제 기류(lb/min)
      • HP = 마력 목표(플라이휠)
      • A/F = 공기/연료 비율
      • BSFC/60 = 브레이크 고유 연료 소비(lb/(Hp*hr))/60(시간에서 분으로 변환)

따라서 분당 최소 59.2파운드의 기류 용량을 가진 압축기 맵을 선택해야 합니다. 다음으로 얼마나 많은 부스트 압력이 필요합니까?

마력 목표를 달성하는 데 필요한 매니폴드 압력을 계산합니다.

어디에,

      • MAPreq = 목표 마력을 충족시키는 데 필요한 매니폴드 절대 압력(psia)
      • Wa = 실제 기류(lb/min)
      • R = 기체 상수 = 639.6
      • Tm = 흡기 매니폴드 온도(화씨 온도)
      • VE = 체적 효율성
      • N = 엔진 속도(RPM)
      • Vd = 엔진 배기량(입방 인치, 61을 곱하여 리터에서 CI로 변환, 예: 2.0리터 * 61 = 122CI)

프로젝트 엔진의 경우:

      • Wa = 이전에 계산된 59.2lb/min
      • Tm = 화씨 130도
      • VE = 98%
      • N = 3300RPM
      • Vd = 6.6리터 * 61 = 400CI

= 34.5 psia(이것은 절대 압력임을 기억하십시오. 게이지 압력을 얻으려면 대기압을 빼십시오. 34.5 psia – 14.7 psia(해수면) = 19.8 psig)

이제 질량 흐름과 매니폴드 압력이 있습니다. 압축기 맵에 데이터를 표시할 준비가 거의 되었습니다. 다음 단계는 압축기와 매니폴드 사이에 얼마나 많은 압력 손실이 존재하는지 확인하는 것입니다. 이를 수행하는 가장 좋은 방법은 데이터 수집 시스템으로 압력 강하를 측정하는 것이지만 실제로는 그렇지 않은 경우가 많습니다. 유량 및 차지 에어 쿨러 크기, 배관 크기 및 굴곡의 수/품질, 스로틀 바디 제한 등에 따라 1psi(또는 그 이하)에서 최대 4psi(또는 그 이상)까지 추정할 수 있습니다. 우리의 예에서 우리는 2psi 손실이 있다고 추정할 것입니다. 따라서 압축기 배출 압력(P2c)을 결정하기 위해 매니폴드 압력에 2psi를 추가해야 합니다.

  • 여기에,◦ P2c = 압축기 토출 압력(psia)◦ MAP = 매니폴드 절대 압력(psia)
    • = 압축기와 매니폴드 사이의 압력 손실(psi)

    = 36.5 psia

올바른 흡입구 조건을 얻으려면 이제 공기 필터 또는 기타 제한 사항을 추정해야 합니다. 이전의 압력비 논의에서 우리는 일반적인 값이 1psi일 수 있다고 말했으므로 이 값이 이 계산에 사용될 것입니다. 또한 우리는 해수면에 있다고 가정하므로 14.7 psia의 주변 압력을 사용할 것입니다. 압축기 입구 압력(P1)을 결정하려면 주변 압력에서 1psi 압력 손실을 빼야 합니다.

  • 여기에:
  •     = 압축기 입구 압력(psia)
  •     = 대기압(psia)
  •       = 공기 필터/배관으로 인한 압력 손실(psi)

          = 13.7 psia

이를 통해 방정식을 사용하여 압력비( )를 계산할 수 있습니다..  

2.0L 엔진의 경우:


= 2.7

이제 컴프래서 맵에 이러한 작동 지점을 표시하기에 충분한 정보가 있습니다. 먼저 GT3788R을 사용해 보겠습니다. 이 터보에는 64.45mm 인듀서가 있는 88mm 팁 직경 52 트림 압축기 휠이 있습니다.

보시다시피, 이 지점은 마력 목표가 상승할 경우 증가된 부스트 및 질량 흐름을 위한 추가 공간과 함께 맵에 근사하게 맞아 떨어집니다. 이러한 이유로 GT37R 터보 제품군은 이 마력 범위에 맞는 크기의 많은 Garrett Powermax 터보 키트에 적용됩니다.

다음 예시에서는 Weekend Warrior를 살펴보겠습니다. 이 범주는 최대 250잉여 마력 또는 525휠 마력을 가진 일일 구동 차량을 위한 것입니다.

해당 파워 목표를 공식에 연결하면 다음과 같은 공기 흐름 요구 사항이 생성됩니다.

그리고 다음의 압력비:

= 45.5 psia

= 3.3

이전 맵을 보면 컴프래서가 이 요구 사항을 지원할 만큼 충분히 흐르지 않으므로 다음으로 더 큰 크기의 압축기를 살펴봐야 합니다.

(기술적으로 엔진은 이전 컴프래서로 이 출력을 쉽게 만들 수 있었지만 더 많은 매연, 더 높은 EGT 및 배압의 위험이 있습니다. 마치 스톡 컴프래서를 너무 멀리 밀어내는 것과 같습니다…)

다음으로 더 큰 터보는 GT4094R이며 아래에 나와 있습니다.

고려할 수 있는 또 다른 옵션은 약간 더 큰 인듀서 컴프래서와 그 다음으로 큰 프레임 크기의 터빈 휠이 있는 GT4294R입니다.

휠 관성이 클수록 응답 속도가 약간 느려지지만 rpm 범위의 상단에서 더 나은 성능을 제공합니다.

다음 예에서는 Extreme Performance를 살펴보겠습니다. 이 범주는 재고보다 최대 350마력이 넘는 실제 핫로드 차량과 더 높은 출력을 얻기 위해 일상적인 유틸리티의 일부를 기꺼이 포기하려는 소유자를 위한 것입니다.

해당 파워 목표를 공식에 연결하면 다음과 같은 공기 흐름 요구 사항이 생성됩니다.

그리고 압력비는 다음과 같습니다.

= 50.8 psia

= 52.8 psia

=3.8

이 유량 및 압력 비율에 대해 GT4202R이 적절하며 아래에 나와 있습니다. 이것이 4:1의 압력비에 접근하고 있기 때문에 우리는 이 크기의 엔진에서 단일 터보의 한계에 가깝습니다.

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