터보차저 전자식 엑츄에이터란 무엇인가?<명준 Turbo ATD>

정품 전자식 엑츄에이터은 터보차저 메뉴얼에서 교환이 허용된 일부 터보차저에 대해서만 공급합니다. 

터보문의:010 6294 3481

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정품 신품터보와 터보 엑츄에이터

중국산터보, 중고터보는 취급하지 않습니다.

 

터보본체차저 자체의 불량으로 고장이 생기는 경우는 1%미만입니다.

일반적으로 오일관리, 카본등에 의해 고장을 일으킵니다.

터보차저는 수명이 긴 소모품입니다.

 

터보고장시 최선의 방법은 신품정품터보차저를 구입하여 장착을 하는 것이 최선입니다. 

터보차저의 고장의 경우,  카센터에서는 중고터보, 재생터보를 권하는 경우가 많습니다. 거르는 것이 좋습니다.

 

신형의 수입차디젤터보(일부 가솔린터보차종도 포함)에는 터보차저의 정밀한 제어를 위하여 전자식터보엑츄레이터가 부착되어 있습니다.

 

일반적인 주행으로는 터보차저의 내구성은 차의 수명과 동일합니다. 하지만 엔진오일, EGR, 기타센서의 오류등의 이유로 터보가 고장이 나게 됩니다.

 

특히나 튜닝이나 맵핑(보조 ECU 포함)을 하면 터보차저의 수명이 급격히 떨어져서 대략 2-3년정도에서 문제를 일으키게 됩니다.  ECU 맵핑업체는 말로는 내구성에 아무런 이상이 없다고 하죠. 사실이 아닙니다.

    

터보차저의 고장은 터보본체와 이를 제어하는 터보엑츄레이터로 나눌수 있는데  

전자식엑츄레이터만 교환시 탈부착하는 과정에서 발생하는 유량조정을 위한 Calibration이 필수입니다.

 

Calibration를 무시한 교환은 연비저하, 매연, 부스터관련고장등이 발생하게 되고

중국산 전자식엑츄에이터의 경우 오버부스터를 센서가 인지하지 못하여 엔진까지 파손되는 경우가 있습니다.

 

'전자식 엑츄레이터'란 무엇인가?

(1) '전자식 엑츄에이터'의 역할은 무엇이냐?   

(2) 왜 '전자식 엑츄에이터'가 고장이 나면 터보앗세이로 교환해야 하는가?   

(3) 센터나 일반수입차 정비업소에서는 가능한가?   

(4) 그렇다면 '전자식 엑츄에이터' 부착된 터보차저는 어떻게 해야 하는가?     

 

터보차저의 고장은 흔한 것이 아닙니다.  터보차저는 신뢰도가 높은 부품입니다.

 

정품터보 자체의 제조상의 결함으로 인해 1% 미만의 터보가 고장납니다.(최근의 데이터에 의하면 소수점 2자리 미만의 완성도를 보임)

터보 고장의 95 %는 오일 부족, 오염된 오일 또는 이물질 유입등 관리의 잘못이 대부분입니다.

새 터보를 교환하기 전에 무엇보다 중요한 것은 왜 고장이 났는지에 대한 원인분석을 하여 선조치가 선행되어야 합니다

또한 터보차저의 고장이 의심이 되더라도 관련된 부분을 먼저 점검하는 것이 순서입니다.  

 

터보차저고장이 의심 될 때

    

예를 들면   

아우디,폭스바겐에 달린 TDI 터보차저 진단방법입니다.  

원인 1 boost leaks. (부스트 누설)  

원인 2 mis-adjusted VNT actuator. (엑츄에이터 로더조정 불량)  

원인 3 faulty turbo actuator. (엑추레이터 자체 불량)  

원인 4 jammed VNT vanes. (터보 베인 고착)  

원인 5 vacuum leaks or faulty vacuum pump. (진공펌프라인이 누설되는 경우)  

원인 6 faulty N75 valve. (N75 벨브불량)  

원인 7 worn out turbo. (터보자체의 파손 )   

 

가솔린이든 디젤이든 터보차저에서 이음이나 휘바람소리, 또는 무엇인가 새는 소리가 나는 등의 이유로   

출력이 떨어지고 엑셀을 밣아도 차가 나가지 않는다면 대개가 위의 경우를 점검하면서 최종적으로 터보차저를 의심하게 됩니다.

      

(1) '전자식 엑추레이터'의 역할

 

가솔린 터보차저는 일반적으로 진공식 엑츄에이터가 달려있습니다

웨스터게이트를 엑츄레이터가 열고 닫음으로써 부스트압을 조절합니다.

 

화살표가 웨스트케이터

 

부품명칭

터보업이나 터보에 관심이 많으신분은 아시겠지만 진공식엑츄레이터의 한 눈금만 돌려도 오버부스트가 생기는 등의 부작용이 있다는 것을 아실겁니다  

위사진의 빨간색부분이 진공식엑추레이터의 로더조정부입니다. 절대 손대지 말아야 할 곳이죠.

 

가솔린터보도 이렇게 전자식엑츄에이터가 부착이 되기도 합니다. 특히 최신형일수록 장착을 많이 시도합니다.  

연비와 매연감소에 장점이 있기 때문입니다. 그리고 엔진출력컨트롤이 더욱 세밀하게 조정이 가능하기 때문이기도 하고요...

 

 

 

 

 

디젤 터보차저

먼저 VNT(VGT등...)터보에 대하여 알아보아야 합니다.

모든 VNT터보차저에 전자식 엑추레이터가 달린 것은 아닙니다.

 

엑츄레이터는 터보의 가이드베인부분을 통제해서 부스트압을 조정합니다.

화살표부분의 날개의 개폐을 관여

 

 진공엑추레이터가 부착된 디젤터보차저   

 

최근의 차종은 포지션센서가 부착된 진공식엑츄에이터가 기본적으로 부착이 됩니다

 

 

아래 사진이 전자식 엑추레이터의 대표적인 사진

 

일반적으로 디젤 터보차저에 장착되어 있습니다. (제작회사에 따라 형태는 다양하나 기능은 동일합니다)

 

전자식 엑츄에이터는 전자기판의 기능에 따라 두종류로 나뉩니다.

REA - Rotary Electronic Actuator

SREA - Simple Rotary Electronic Actuator

 

가변식 노즐 터빈을 가진 VNT (Variable Nozzle Turbine) 터보차저는 엔진의 최대 출력에 맞게 터빈의 크기를 일치하도록 설계되었습니다.

엔진의 저속회전시에도 출력손상이 거의 없습니다.

 

최신 VNT 모델은 다음을 위해 베인의 전체 전자 제어를 사용합니다.

• 신속한 응답

• 정확도

• 차량의 ECU에 대한 피드백 ( ※ 요즘 시중에서 유통되는 중국산 짝퉁 엑츄에이터는 이 기능이 없습니다. 엔진에 매우 심각한 손상을 일으킬수 있습니다.)

 

 

엑츄에이터(REA / SREA)고장시

베인의 움직임은 REA (Rotary Electronic Actuator) 또는 SREA (Simple Rotary Electronic Actuator)에 의해 제어됩니다.

 

액츄에이터의 고장 (또는 명백한 고장)은 다음에 의해 표시됩니다 :

• ECU 오류 증상 제어

• 낮은 부스트

• 높은 부스트

• 소음 발생

 

전자식 엑츄에이터의 모터 부분의 움직임의 각도에 따라 부스트를 조절하게 됩니다. 아래그림과 같이 배기쪽 베인의 개폐를 조절하는 것이죠. 

 

 

VNT의 장점과 단점

 

(장점) 터보랙을 최소화 할 수 있어 저속에서도 보다 향상된 엔진 스로틀 응답성을 가진다.

These turbochargers are very effective in minimising the effects of turbo lag, resulting in a more responsive throttle especially at low engine speed.

이외에도 기술의 발달에 따라 연비와 매연감소등의 잇점이 있습니다.

 

(단점) 카본이 과도할 경우 속도 제어 메커니즘에 영향을 미쳐 터보차저 고장 가능성이 높을 수 있다. 

Despite these benefits, such turbochargers can be prone to problems. The speed control mechanism is easily affected by carbon build-up, which, if it becomes excessive, can cause the mechanism to jam.

 

제작비용이 비싸고 고장시 수리가 힘들다.

 

 

(2) 왜 '전자식 엑츄에이터' 고장이 나면 터보 앗세이로 교환해야 하는가?

 

전자식 엑츄에이터는 컨넥션 로드(connection rod)로 터보본체와 연결되어 있습니다.

 

터보본체를 수리하더라도 컨넥션 로더를 조정(calibration)하여 적정 유량을 맞추지 않는 한 본래의 출력을 내는 것은 불가능합니다. 즉 터보의 베인(variable vane nozzle) 개폐 각도를 정확하게 조절하여 맞추기가 어렵습니다.

 

그래서 전자식 엑츄에이터가 부착된 터보는 조금만한 고장에도 무조건 교환을 해 왔습니다.

 

* 터보수리후에 경고등이 들어오지 않는다고 완전한 수리가 되었다고 보는 것은 타당하지 않습니다.

   신품터보를 장착한 경우와 비교를 해보면 느낌이 다르고 출력이 다르고 연비가 다릅니다.

 

터보차저 제조 회사가 엑츄에이터만을 공급하지 않는 기술적 이유는 다음과 같습니다.

 

• Every production turbocharger is individually calibrated to the precise requirements of the vehicle and engine. Once calibrated, it is set for life and should never be tampered with. Even just loosening the retaining bolts on the actuator will take it outside of specification.

모든 생산된 터보차저는 해당 차량과 엔진의 정확한 요구 사항에 맞게 개별적으로 교정됩니다. 한번 설정되면 평생 사용되며 결코 손대서는 안 됩니다. 액츄에이터의 고정 볼트를 조금이라도 풀어도 규격을 벗어나게 만들 수 있습니다.

 

• If the actuator is worn out, then it is likely that other parts of the turbocharger are similarly worn – the variable vane nozzle assembly inside the turbine housing is subject to constantly changing extreme temperatures and is rapidly moving to the driver’s requirements. It is unique within the vehicle systems, because it is impossible to lubricate the parts before or during operation! The parts are made from extremely high grade materials, with specially heat treated and surface treated parts to resist wear and corrosion. Replacing the actuator alone will not restore performance.

만약 액츄에이터 마모되었다면, 터보차저 내 다른 부품들도 비슷하게 마모되었을 가능성이 높습니다. 터빈 하우징 내부의 가변 베인은 극도의 온도 변화에 지속적으로 노출되며, 운전자의 요구에 따라 빠르게 운동합니다. 그리고 구동 전, 구동 중에 부품을 윤활할 수 없다는 특징이 있습니다. 이러한 부품들은 이미 제조 과정에서 마모와 부식을 방지하기 위해 특수 열처리와 표면처리를 거치는  매우 높은 등급의 재료로 제작되는 민감한 부품입니다. 엑츄에이터 작동 불량으로 초기 셋팅 값에서 벗어난 환경에 지속 노출될 경우 부품의 변형 가능성이 농후합니다. 이에 액츄에이터만 교체한다고 해서 터보차저 본연의 성능이 회복되지는 않습니다.

 

• The actuator is a complex electro-mechanical device with many components. If all of the potential wear components of an actuator were to be replaced, the list would read: a new cover (with electronics), seal, electric motor, motor pinion gear, worm and spur gear, spacers, worm gear axle, quadrant gear with position sensor and output shaft, needle bearings and seal, thrust washer, output crank and crankpin (also connecting rod). Identifying and testing which of all these components is worn or inoperative makes a repair uneconomic.

액츄에이터는 여러 부품으로 이루어진 복잡한 전기-기계 장치입니다. 액츄에이터 내 마모 가능성이 있는 부품을 모두 교체한다면, 잠재적 교체 대상 목록은 신품 커버(전자 부품 포함), 씰, 전기 모터, 모터 피니언 기어, 웜 기어 및 스퍼 기어, 스페이서, 웜 기어 축, 위치 센서와 함께 사용되는 쿼드런트 기어와 출력 축, 바늘 베어링과 씰, 스러스트 워셔, 출력 크랭크 및 크랭크 핀(연결 링크 포함) 등 그 종류가 매우 다양합니다. 이 중 어떤 부품이 마모되었거나 고장났는지 파악하고 테스트하는 것은 사실상 불가능합니다. 단순하게 수리가 가능하다는 말은 잘못된 말입니다.

 

(3) 센터나 수입차 정비업소에서는 가능한가?  

일반적인 진단장비로는 '전자식 엑츄에이터' 를  정확하게 테스트, 리셋할 수가 없습니다. 단순히 탈부착을 해서 로더조정를 운에 맡기는 것이죠.  

수리라는 것도 사실상 '전자식 엑츄에이터' 를  공장출고품 정도로는 수리가 불가능합니다.

   

전자식엑츄에이터가 수리가 가능하다고 하시는데 가능이야 합니다.  

하지만 정상적인 부품교환이 아닌 편법적인 방법을 사용하고 수리가 된 것처럼 합니다.      

 

터보차저는 부스트의 유량을 정확하고 엄밀하게 조절하여야  제기능을 발휘합니다.    

 

요즘 시중에는 중국산과 엉터리재생수리 엑츄에이터가 많습니다.   

 핵심을 벗어난 수리입니다. 수리라고 하지 못하죠.... 싼 맛에 할 수 있습니다. 특히 중국산 짝퉁 엑츄에이터는 사용하지 않는 것이 좋습니다.

 

엉터리재생수리

그림만 보시고 각자 판단하시기 바랍니다.

 

 

중국산엑츄에이터

그리고 최근 시중에 나도는 중국짝퉁 엑츄에이터입니다. 부착하지 않는 것이 좋습니다.

(내부기판과 부품이 완전히 다릅니다. 듀티값만을 가지고 작동.....심각한 문제를 일으킵니다.)

 

 

(4) 그렇다면 '전자식 엑추에이터' 달린 디젤터보차저는 어떻게 해야 하는가?

정품 터보로 교환하는 것이 최선입니다.

터보엑츄에이터만 교환시에는 엑츄에이터의 데이터를 알고 유량을 조절하는 것이 최선의 방법입니다.엑츄에이터만을 교환할시 메뉴얼에서 허용하는 조건 하에 주의해야 할 점을 반드시 인지하고 교환을 하는 것이 상식입니다.