트윈 스크롤 싱글 터보차저

트윈 스크롤 싱글 터보차저는 트윈 스크롤 배기 설계와 싱글 터빈 구조를 결합한 슈퍼차징 시스템입니다. 

엔진의 배기 가스 에너지 활용을 최적화하고 동력 반응과 효율성을 개선하도록 설계되었습니다. 

다음은 작동 원리와 특성에 대한 자세한 분석입니다.

I. 기본 구조

1. 트윈 스크롤 디자인:

◦ 배기 매니폴드는 두 개의 독립된 채널(스크롤)로 구분되며 엔진 실린더의 배기 펄스는 일반적으로 

점화 순서에 따라 번갈아 가며 그룹화됩니다(예: 4기통 엔진은 1~3기통과 2~4기통으로 구분됨).

◦ 각 와류는 서로 다른 실린더의 배기 펄스 사이의 상호 간섭을 피하기 위해 배기 가스를 다른 각도나 경로로 안내합니다.

2. 단일 터빈 구조:

◦ 배기가스는 트윈 스크롤로 나누어지지만 배기가스는 궁극적으로 하나의 터빈을 함께 구동하며 터빈 로터는 하나뿐입니다. 

이는 트윈 터보 시스템보다 구조가 컴팩트합니다.

2세. 핵심 장점

1. 배기 간섭을 줄이고 배기 가스 에너지 활용을 개선합니다.

◦ 기존의 싱글 스크롤 설계에서는 각 실린더의 배기 펄스가 서로 상쇄되어 터빈 응답이 지연되는 현상(터보 지연)이 발생할 수 있습니다.

◦ 트윈 스크롤 그룹은 배기 펄스를 생성하여 배기 가스가 터빈 블레이드에 보다 지속적이고 질서 있게 영향을 미칠 수 있도록 합니다. 

저속에서 터빈 반응 속도를 향상시킵니다.

2. 저속 토크 개선:

◦ 저속에서는 더 작은 배기 흐름으로도 터빈을 효과적으로 구동하여 엔진의 저토크 성능을 개선할 수 있습니다. 

(BMW N20 엔진의 전형적인 사례와 같음).

3. 성능과 비용의 균형:

◦ 싱글 터보 시스템은 트윈 터보 시스템에 비해 구조가 간단하여 제조 비용과 고장률이 낮습니다. 

그리고 트윈 스크롤 디자인은 트윈 터보의 반응 특성에 가깝습니다.

3세. 작업 시나리오 예

• 저속 범위: 트윈 스크롤은 배기 가스 펄스가 터빈을 지속적으로 구동하여 히스테리시스를 줄이고 부스트 압력을 빠르게 형성하도록 보장합니다.

• 고속 범위: 배기가스 흐름이 충분하고, 터빈이 효율적으로 작동하며, 높은 출력이 유지됩니다.

4. 일반적인 응용 프로그램

• BMW N20/N55 엔진: 트윈 스크롤 싱글 터보 디자인을 통해 저속 고토크를 달성합니다(예: 1250rpm에서 최대 토크 출력).

• 토요타 8AR-FTS 엔진: 연비와 출력 반응을 고려했습니다.

5. 잠재적인 단점

1. 설계 복잡성 증가: 트윈 스크롤의 주조와 레이아웃은 엔진 배기 타이밍과 정확하게 일치해야 합니다.

2. 제한된 고속 잠재력: 단일 터빈의 물리적 한계는 트윈 터보 병렬 솔루션보다 낮을 수 있습니다.

요약 트윈 스크롤 싱글 터보차저는 싱글 터보차저에서 트윈 터보에 가까운 반응 속도와 효율을 달성합니다. 

배기가스 흐름 경로를 최적화하여 구조를 구축했습니다. 성능, 비용, 신뢰성의 균형을 맞춘 혁신적인 디자인입니다. 

특히 낮은 토크와 일상적인 주행 경험에 초점을 맞춘 모델에 적합합니다.