VGT란 (vgt, e VGT 엔진 구조 정리)

 지난 주에 VVT, CVVT, CVVL을 정리한 데에 이어, 오늘은 저 세 가지 엠블럼들 못지 않게 많이 보이는 VGT, e-VGT에 대해서 정리를 해보도록 한다. 요새는 투싼 같은 SUV에서 e-VGT가 써있는 게 많이 보이는 것 같은데, 확실하지는 않지만 지나가다가 아반떼 연식이 좀 된 모델에 VGT가 붙어있었던 걸 본 것 같기도하다.

 바로 설명 영상부터 들어간다.

(티스토리와 초록 동네의 많은 차이 중에 또 하나가, 포스트를 딱 열었을 때 페이지 코딩이 더 단순해서 그런지 몰라도, 동영상이 훨씬 빨리 떠서 글 시작하자마자 영상을 올려놔도 바로 떠서 괜찮은 것 같다. 그 전엔 어느 정도 동영상이 뜰 때까지 시간 벌기용으로라도 조금 더 떠들었었는데. 물론 단점도 하나씩 보이곤 있지만. 글을 아무리 열심히 써놔도 초반에 티스토리 홈에 노출될 때 빼고는 별로 읽히지 않는다는 거. 블로그를 만든 지 얼마 안 돼서 그런 것도 있겠고, 글 자체가 문제일 수도 있지만 이 부분이 좀 많이 힘이 빠지는 것 같다. 몇 명 정도만 보고 묻힐 만한 내용들은 아니라고 생각하는데 말이다. 시간 벌 필요도 없는데 또 어쩌다보니 떠들게 됐네.)

용어

 VGT는 Variable Geometry Turbocharger의 약자로서 번역해보면 가변 형상 터보차져가 되는데, 직역하면 저렇게 되지만 와닿지는 않는다. 의역을 해보면, '모양을 바꿀 수 있는 터보' 정도가 되겠다. 일단 터보가 뭔지부터 확실히 해야 무슨 모양을 바꾸는지 이해할 수가 있겠다. 레이싱 만화 같은 것에서 나오곤하니, 터보가 출력을 향상시킨다는 것 정도는 알 수 있겠으나 구체적인 방식에 대해서 아는 사람은 많지 않을 것이다.

 자동차 출력은 기본적으로 휘발유나 경유같은 연료의 화학에너지에서부터 나온다. 걔네가 연소하면서 발생한 열에너지로 팽창하는 기체들에서 비로소 운동에너지로 바꾸는 게 엔진이 하는 일이면서 자동차 구동의 핵심이다.

 이때 더 많은 운동에너지를 위해서는 더 많은 화학에너지가 필요할 텐데 그걸 예전에는 엔진 기통 자체를 크게 만들어서 했다면, 이제는 터보 기술 발전으로 엔진은 다운사이징하면서 그 화학에너지와 운동에너지를 구현해내게 되었다.

다 쓰고 나가는 배기를 이용해서 터빈을 돌린다. 그냥 피스톤이 내려가면서 흡입되는 것보다 많은 양의 공기, 연료 혼합기를 실린더 내로 밀어 넣는 것이 바로 터보차져이다. 더 많은 흡기를 밀어 넣다보니 압력이 높아지면서 온도가 올라갈 수 있다. 그렇게 되면 흡기의 부피가 커져서 또 잘 안 들어가게 될 수가 있는데 이것을 방지하는 장치, 인터쿨러가 터보 설치 차량에 추가적으로 달리게 된다.

VGT

 그런데 이 터보가 배기를 이용한 것이다보니 배기량에 영향을 받는다. 배기량이 적을 때도 잘 돌아가게 작게 만들면, 나중에 배기량이 충분해져도 흡기를 그만큼 밀어주지 못하고, 흡기를 충분히 밀어줄 정도로 크게 만들면 배기량이 적을 때는 잘 돌아가지 않아서 비효율적이게 되는데 이를 해결한 것이 VGT이다.

 모양을 변형시켜줌으로써 배기량이 적을 때와 많을 때 모두 터보가 최적으로 작동할 수 있게끔 해준다. VGT가 하는 일은, 우리가 호스로 물을 뿌릴 때 호스의 면적을 좁히는 것과 같은 원리이다.

 유량이 일정할 때 흐르는 단면적을 줄이면 유속이 빨라진다. 이걸로 상황에 따른 조절을 하는 것이다.

e-VGT

 이 조절을 어떤 방식으로 했는지가 VGT와 eVGT의 차이이다. VGT가 진공 엑츄에이터로 조절했었고, eVGT는 e가 들어간 걸 보면 느낌이 올 수도 있겠는데 모터로 Geometry를 variable하는 것이다. 모터로 하면 장점이 뭔가. 더 정밀한 제어가 가능하다. 상황에 맞춰서 더욱 즉각적으로 모양을 변형시키게 된다.

 VGT, e-VGT라는 자동차 터보차져 기술에 대해서 알아봤다. 기본적인 자연흡기 엔진에서 흡기를 과급해주는 터보기술, 그것도 모자라서 모양까지 변형시키면서 최적화시키는 VGT에 더욱 정밀한 e-VGT까지 발전에 발전을 거듭하는 터보기술이다. 여기까지가 현재 우리 주변에 굴러다니는 자동차 기술이라면 그 다음 기술에 대해서 살짝 언급하면서 포스트를 마무리할까 한다. 아무래도 자동차 업계 여기저기에 지인들이 많이 분포하고 있다보니 터보 회사에 근무하고 있는 사람도 있는데, 같이 술 한잔 하면서 들은 터보 기술은, 역시나 모터 관련 기술이었다. 초반에 배기량이 모자랄 때 터보를 모터로 돌려주는 것을 개발중이라고 들었다. 그런데 좀 물음표다. 점점 전기자동차로 넘어가는 추세에서 내연기관용인 터보에 모터까지 넣어가면서 발전시키는 게 맞는지. 물론 그 지인도 그렇고, 지금 상태를 봐도 그렇고 한동안은 아직까지도 내연기관의 강세는 꺼질 정도가 아니라서.

 근데 저 이야기를 했던 것도 벌써 꽤 오래 되었지만 수년전 기술인 VGT, e-VGT를 막 알게된 사람으로서는 저것 또한 고급정보가 아닌가하는 생각을 하며 이쯤에서 마무리해야겠다.