포르쉐 엔지니어들, 대부분의 자동차 제조사들이 인지하지 못한 문제 해결

포르쉐의 최신 T-하이브리드 터보 특허가 강제 흡기 기술의 차세대 혁신이 될 수 있습니다.

포르쉐는 올해 5월 출시된 신형 911 GTS에서 T-하이브리드라고 명명된 최초의 전기 보조 터보차저를 공개했습니다. 대형 터보차저 내부에 위치한 전기 모터는 엔진 회전수와 배기 가스 압력이 쌓이기를 기다릴 필요 없이 즉시 회전을 시작할 수 있게 하여 터보 지연 현상을 제거합니다.

지난달 슈투트가르트에 본사를 둔 이 자동차 제조사는 지금까지 생산된 911 중 가장 강력한 992.2 터보 S를 공개했습니다. 이 차량은 T-하이브리드 시스템이 적용된 트윈 터보차저가 장착된 3.6리터 플랫 식스 엔진에서 놀라운 701마력을 발휘합니다. 이러한 발전을 고려하면 포르쉐 엔지니어들이 성과를 자축하며 휴식을 취할 만도 하지만, 실상은 정반대입니다. 카버즈가 발견하고 독일 특허청에 제출된 최근 특허는 포르쉐가 이미 최신 기술을 더욱 개선하고 한 단계 더 발전시키기 위한 준비를 하고 있음을 보여줍니다.

트윈 터보의 문제점

포르쉐 엔지니어들은 현재 공유 흡기 플레넘을 통해 두 개의 실린더 뱅크에 공기를 공급하는 병렬 트윈 터보의 일반적인 문제인 각 터보로부터의 불균등한 공기 흐름을 극복하기 위해 노력하고 있습니다. 이러한 구성에서 공기 압력은 일반적으로 공유 플레넘의 질량 공기 유량 센서를 통해 측정되어 엔진으로 유입되는 총 공기량을 모니터링하지만, 각 터보의 공기 흐름을 개별적으로 정확하게 추적할 방법은 없습니다.

이상적으로는 각 터보에서 나오는 공기량이 동일해야 하지만, 흡기 밸브 맥동, 온도 변화 및 기타 변수로 인해 어느 한 뱅크로의 공기 흐름에 중단이 발생할 수 있습니다. 그 결과 발생하는 부스트 압력의 불균형은 출력 공백, 일관성 없는 동력 전달로 나타날 수 있으며, 극단적인 경우 유동 실속을 유발할 수 있습니다. 유동 실속은 뜨거운 공기가 잘못된 방향으로 흡기 쪽으로 역류하는 현상으로, 터보차저, 흡기 영역의 부품, 심지어 엔진에까지 치명적인 손상을 초래할 수 있습니다.

포르쉐 T-하이브리드 터보 기술 설명

현대 엔진에서 유동 실속이 발생할 가능성은 극히 낮지만, 포르쉐 엔지니어들은 어떠한 위험도 감수하지 않고 있습니다. 새로운 특허에 설명된 T-하이브리드 시스템은 각 터보차저 내부의 전기 모터를 활용하여 유동 실속에 대한 영리한 해결책을 제공합니다. 질량 공기 유량 센서가 공기 흐름 중단을 나타내는 압력 강하를 감지하면, 엔진 관리 시스템이 즉시 터보 속도를 교차 확인합니다. 역압력으로 인해 하나 또는 두 터보가 모두 감속되고 있다면, 전기 모터가 즉시 터보를 다시 회전시켜 공기 흐름을 복원하고 두 뱅크 전체의 흡기 압력을 안정화시킵니다.

그 결과 각 터보가 내장된 전기 모터를 사용하여 독립적으로 자체 보정할 수 있어 매끄러운 토크 전달이 가능해집니다. 해당 특허는 두 개의 뱅크를 가진 6기통 엔진을 설명하고 있지만, 이 시스템은 공유 흡기 플레넘을 통해 두 개의 실린더 뱅크에 공기를 공급하는 병렬 트윈 터보를 장착한 모든 엔진에 적용하고 확장할 수 있습니다.

포르쉐의 새로운 하이브리드 터보차저 기술은 터보 지연을 억제하는 훌륭한 방법처럼 보이지만, 트윈 터보 구성에서 두 뱅크 전체의 흡기 압력 균형을 보장하기 위해 전기 모터를 활용하는 것은 순수한 천재성의 발로입니다.

https://www.autoblog.com/news/porsche-engineers-just-solved-a-problem-most-carmakers-didnt-know-existed