터보차저 임펠라 파손에 관하여- 터보고장정보<명준 Turbo ATD>

터보차저 임펠라 파손은 내구성의 문제입니다.

터보관련문의: 010 6294 3481

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정품신품터보(파격가)와 터보엑츄에이터

중국산터보, 모조터보,중고터보는 취급하지 않습니다.

터보고장이 나면 빠른 시간에 신품터보로 바꾸는 것이 이익입니다.

 배기가스배출량 혹은 연비등의 여러가지 이유로 3L 6기통엔진이 점차로 없어지면서 터보차저가 부착된 2L 4기통엔진으로 대체가 되고 있습니다.

6기통이 내는 출력을 충분히 4기통 엔진으로 낼수 있다는 이유입니다. 그러나 최근의 소비자 보고서를 보면 4기통 터보차저 엔진의 신뢰성과 출력을 내는 응답성에 의문을 표하는 소비자가 점차 늘어가고 있는 것이 현실입니다.

 

유로6 에 해당되는 차량은 배기가스배출량을 줄이기 위한 신기술이 매우 많이 채용이 되고 있습니다.

터보차저의 경우 부품을 보다 가벼운 소재를 사용하면서 회전속도(분당 30만회전이상)를 높이기 위해 사이즈를 점차로 줄이는 방향으로 설계를 합니다.

compressor와 turbine wheels의 디자인과 소재, 특수코팅등에 터보차저 제조사는 엄청난 노력을 하고 있는 것으로 보입니다.

 

 4기통 2L엔진의 터보차처의 고장원인을  대체로 외부물체의 유입으로 인한 파손이나 오일불량문제등에서 찾지만

터보차저의 부품중에서 floating bush bearings과 thrust runner 에 주목하여야 합니다.

 

 

 

터보차저의 회전속도(최근 33만 RPM: 스폴이 빨라야 배기가스배출량을 줄일수 있습니다.)를 높이기 위해서는 터보차저의 크기를 줄여야하며 이에 따라  작아진 floating bush bearings의 훼손을 방지하기 위한 윤활이 매우 어려위집니다.

 floating bush bearings과 thrust runner의 재질은 청동입니다.  제조사만의 합금비법이 있겠지만은 일반적으로 가공하기 쉬우며 가격이 저렴하기 때문에 대부분의 터보차저에 사용이 되고 있습니다.

floating bush bearings은 샤프트와 bearings의 내부 틈새( clearance )는 매우 간격이 작으며 고속회전하는 사프트의 약 20 에서 25%의 속도로 bearing도 동시에 회전을 합니다. 이는 간격이 넓은  bearing의 외부에 진폭을 증가시키고 회전에 저항을 일으키게 됩니다.  이를 보완하고자 multi-lobed, pressure dam, tilt pad 혹은 foil bearings방식이 있으나 역시나 제조단가의 증가 또는 정밀도로 인하여 대부분 사용을 하지 못하고 있습니다.

 

여러겹의 다른 금속을 겹치거나 코팅을 한 bearing 사진

 

아래사진은 multi-lobed  bearing(제작비용이 비쌈)

 

 

pressure dam bearing( 주로 대형터빈에 이용)

 

tilt pad bearing(공업용 대형 터보)

 

 

일반베어링과 multi-lobed bearing과 pressure dam bearing과의 비교사진

 

(1)일반베어링

 

 

(2)  multi-lobed  bearing

 

(2) pressure dam bearing

 

 

 floating bush bearings은 터보차저의 회전 전영역에 걸쳐 불안정한 whirling motion을 발생시킵니다.(self-excited nonsynchronous precession )

 

floating bush bearing과 샤프트 내부와의 간격은 일반적으로 1 mil이하입니다.

이 간격이 불안정한 whirling motion에 의해 마모가 발생하는데 대략 7mil이 초과가 되면 임펠라가 volute와 충돌을 하게 됩니다.

<참고> 길이의 단위: 1밀(mil) = 1/1000인치

 

단계별로는

첫번째 conical whirl mode: 회전속도가 임계에 도달할 때 나타나는 불안정한 whirling motion

두번째 cylindrical mode

세번째는 20만 rpm이상에서 발생하는 Alford force

 

  터보차저의 파손부위는 특히 compressor end bearing에 집중됩니다.

 turbine wheel은 aluminum compressor보다 무게가 무겁기 때문에  회전시 compressor bearing 위치에 상하진동과 힘이 집중됩니다. 
  터보차저는 얇은 ROD(일반적으로 샤프트)에 연결된 고속 speed gyroscopes라고 보면 됩니다. 

 불안정한 whirling motion과 더불어 이루어지는 윤활부족이 베어링내부를 손상시킨다고 말할수 있습니다.

파손의 순서를 보면

 impeller wheel 이 volute(그림참조)을 긁음-역방향으로 토크가 발생- turbine wheel 부근에서 샤프트 끊김

 

흡기부분 부품 명칭

 

 

impeller wheel 이 volute(그림참조)을 긁음 사진

 

 

 

rod 절단

 

백플레이트파손

 

 

 사용자의 입장에서 보면 터보차저의 파손은 터보차저의 근본적인 설계와 제작의 문제와는 별도로

터보차저의 수명을 연장하는 방법은 아래와 같습니다(합성윤활유의 질과 터보차저의 작동조건이 문제)

 

1. 합성엔진오일은 되도록 제조사의 추천합성오일을 사용(터보차저에 정말 적합한 오일은 따로 있는 것 같습니다.)

*절대 제조사의 추천점도를 벗어나는 오일을 사용하지 말자

*서로 다른 엔진오일(예로 합성유에 광유를 첨가하는등...)을 섞지 말자

2. 1분정도의 워밍업을 한다.(엔진오일이 엔진에 충분히 윤활이 되는 시간은 엔진의 크기에 따라 다르지만 대체로 1분정도면 전체순환이 됨)

3. 일명 후열이 필요(특히 장시간의 고속주행후에는 2-3분정도의 후열이 필요)

4. 급격한 엔진회전수의 변경을 피하라.

5. 첨가제사용은 추천하지 않으나 molybdenum disulfide 코팅은 내구성향상에 영향을 어는 정도 주는 것으로 판단