렉서스(Lexus) 2.0T 가솔린 수입차터보차저정보<명준 Turbo ATD>

렉서스(Lexus) 2.0T 가솔린엔진 수입차터보

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도요타는 터보차량과는 거리가 지금까지 먼 자동차제조사로 알려져있습니다. 터보차저를 사용하지 않더라도 노멀엔진으로 충분한 출력을 만들수 있다는 기술의 자신감에서 나온 결정이었든 것 같습니다.

토요타도 90년대에 명성을 날린 2JZ-GTE twin-turbo를 장착한 직열6기통의 Supra, 3S-GTE Celica Turbo차량이 있었습니다.

아래사진은 Supra

일반적으로 모든회사가 터보차저제조사의 터보를 공급받아 사용하는 반면에

렉서스의 8AR-FTS엔진에 부착되는 터보차저는 렉서스자체회사에서 터보차저를 자체제조하여 장착하는 아마도 최초의 터보차저인 것 같습니다.

노멀엔진만을 고집하던 토요타가 오랜만에 신터보엔진을 개발하게 된 배경은 배출가스규제가 가장 큽니다.

그리고 연비, 다운사이징이란 세계적인 추세를 따르는 것으로 볼수 있습니다.

8AR-FTS엔진은 9년의 개발기간을 거쳐 탄생한 2L twin-scroll turbocharger가 부착된 엔진무게 160 kg 4기통 가솔린엔진입니다.


	Engine	Trans	Peak power	Peak torque
	2.0-litre turbo petrol I4	6sp auto	175kW(245hp) 4800-5600rpm	350Nm 1650-4000rpm

토크곡선이 아주 평탄하고 일정하게 저알피엠에서 나오며 최대출력까지 부드럽게 급상승하는 엔진입니다.

(토크가 엔진회전속도 1,650rpm에서 4,000 rpm까지 완전히 일정하면서도 굴곡이 없는 평탄함을 보입니다.)

하지만 위의 스펙을 잠시 살펴보면 고알피엠을 사용을 하는 고성능용 엔진은 아닙니다.

다시 말하면 이른바 뒷심이 약하다....그 이유는 잠시뒤에 알아보겠습니다.

이 엔진의 특성을 요약하면

최초로 cylinder head에 직결된 four-into-two exhaust manifold을 통합한 트윈스크롤터보장착엔진
정교한 Variable Valve Timing – Intelligent Wide (VVT-iW)을 이용한 끊임없는 Otto cycle과 Atkinson cycle로 전환이 가능한 엔진

이렇게 정의 할수 있습니다.

참고로

exhaust manifold에 간략하게 알아봅니다.

cast manifold

대부분의 제조사의 매니폴더는 cast(주철)을 많이 사용합니다. 제조단가가 저렴하고 만들기도 용이한 반면에 배기가스를 효율적으로 이용하기에는 간섭현상으로 엔진출력부분에서 손해를 감수해야 합니다.

그래서 튜닝용으로 많이 사용하는 Tubular manifold는 각 실린더당 한개의 파이프가 독립적으로 연결되어 간섭을 받지 않고 배기가스를 이용하게 만든 구조입니다.

비싸죠. 가격은 재료(steel, stainless steel, titanium, lnconel)에 따라 천차만별입니다.

그리고 잘 만들어진 것을 사용해야 합니다. 즉 파이프길이를 적절하게 설계되고 제작된 것을 사용하여야합니다.

잘못 만들어진 것은 오히려 역효과를 나타냅니다.

4기통이나 8기통에서 튜닝용으로 이용하는 형식은 대체로 2가지 입니다. 어는 형태가 좋은가하는 것은 튜닝내용에 따라 달라집니다. 장단점이 있습니다.

이론적인 부분에 다음기회에 정리하도록 하겠습니다.

four-two-one exhaust manifold

이 형태의 매니폴더는 일반적으로 mid range power(3000-6000rpm)에는 장점이 있는 반면 그 이상의 top end power은 희생을 합니다. 일반적인 운전자는 대개 redline까지 이용하여 드라이빙을 하지 않기 때문에 매력적이라 할 수 있습니다. 대체로 그렇다는 이야기입니다. 아주 잘 만들어진 이 형태의 메니폴더는 고속에서도 power을 희생하지 않습니다.

four-one exhaust manifold

저알피엠에서는 즉흥적인 반응이 조금 미약하게 나타납니다. 그러나 high engine speed, 즉 고알피엠에서는 힘이 끝까지 받쳐주는 형태의 메니폴더입니다.

따라서 8AR-FTS엔진의 four-into-two exhaust manifold는 four-two-one exhaust manifold의 특성을 지닌다고 볼수 있으면 트원스크롤터보차저의 배기부분에 연결이 되므로 one 이 있을수 없는 구조입니다.

배기메니폴더가 실린더헤드와 통합되어 있습니다.

8AR-FTS engine은 실린더헤드에 four-into-two exhaust manifold 와 twin scroll turbocharger를 다이렉트로 연결됩니다..
배기가스온도를 낮추면서 NOx배출량을 줄이고 터보의 효율성을 높이고 터보래그를 줄이는 장점이 있습니다.

maximum boost pressure 1.17 bar (17 psi) /turbocharger 최대회전속도 180,000 rpm<초당 3000회전>.

아래 그림의 빨간색부분이 위의 그림 2,3번과 연결이 됩니다.

용어정리도 한번 합시다. ('엑츄에이터'를 정비하시는 분들이 대개는 '가바나'라는 라고 지칭합니다 정확한 용어통일이 되었으면 하는 바램입니다)

1 - turbocharger, 2 - air bypass valve, 3 - actuator, 4 - wastegate valve, 5 - coil, 6 - shaft, 7 - valve, 8 - compressor wheel, 9 - turbine wheel. c - exhaust gas (cylinders 2/3), d - exhaust gas (cylinders 1/4), e - bypass gas, f - intake air.