수퍼 차저란? 구조와 터보 차저와의 차이점 등을 설명!

지금은 보기 힘들어졌지만, 예전에는 많은 상용 차량에 탑재되었던 "수퍼 차저".

그래서 이 슈퍼 차저에 대해서 모르는 분들도 적지 않을 것이라 생각됩니다.

어떤 구조인지, 터보 차저 장착 차량과는 어떻게 다른지, 이번 포스팅에서 알아도록 하겠습니다.

수퍼 차저는 무엇일까?

요즘 시대의 자동차에서는 볼 기회가 적어진 것이 바로 "수퍼 차저"를 탑재한 차량인데요.

직접 보거나 타봤던 경험이 없으신 분들도 한번쯤은 들어본적은 있으실 겁니다.

하지만, 뭔가 "굉장한 것", "빠를 것 같다" 등의 이미지가 떠오르긴 하지만, 제대로 알고있는 사람은 많지 않을 것입니다.

그럼 지금부터 수퍼 차저는 무엇인지 알아보고 수퍼 차저를 탑재하고 있는 차량의 장점과 단점, 그리고 과급기의 종류 등에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

수퍼 차저의 종류를 알아보기 전에 과급기가 무엇인지 알아보자

수퍼 차저를 설명하기에 앞서 먼저 과급기가 무엇인지 간단히 설명하고 넘어가겠습니다.

터보 차저와 수퍼 차저는 왠지 모르게 "뭔가 엔진에 특별한 것이 장착된 것이 아닐까?"라는 생각을 하고 있는 사람들이 의외로 많다고 생각됩니다.

어느정도 비슷하기는 하지만 조금 다르다고 할 수 있습니다.

차량이 주행하는데 있어서 가장 큰 동력을 창줄하는 곳이 엔진입니다.

엔진에 연료를 보내고 폭발시켜 동력을 창출하게 되고 차량이 달릴 수 있게 됩니다.

바로 자동차의 심장이라고 말할 수 있는 부분입니다.

단순히 빠르게 달릴 수 있게 만든다면, 이 심장 부분을 크게 만들어 더 큰 배기량을 통해 동력을 만들어내면 좋겠지만, 엔진은 쇳덩어리로 이루어져있기 때문에, 단순히 크기만 크게 만들게 되면 당연히 무게도 같이 증가하게 됩니다.

또한, 그 무게와 폭발력을 지원하기 위하여 차체 프레임 등도 더욱 튼튼하게 만들어야 합니다.

그 결과 빨리 달리게 하기 위해 엔진을 크게 만들게 되면 오히려 차량의 중량은 무거워지고 오히려 성능은 떨어지게 됩니다.

그래서 중요해지는 것이 "과급기"라는 존재 입니다.

과급기는 엔진이 원래 가지고 있는 힘보다 더 높은 압력을 엔진에 보내어 한번에 더 많은 연료를 소모하여 큰 동력을 얻게 만들어주는 장치입니다.

이러한 장치는 엔진을 크게 만들지 않아도 커다란 폭발력을 얻어 빠르게 주행하는 것을 가능하게 만들어줍니다.

그러한 기구나 장치를 수퍼 차저, 터보 차저라고 흔히 부르고 있습니다.

요즘 자주 듣게 되는 다운 사이징 터보 등도 이러한 유형에 해당합니다.

수퍼 차저란?

과급기의 역할을 기계적 방식으로 구현된 것이 "수퍼 차저" 입니다.

기계식 과급기의 구조는 엔진과 연동하여 엔진에서 발생되는 동력을 강화 벨트 등으로 과급기에 전달하고, 그 전달받은 동력으로 압축기(컴프레셔)를 작동시켜 공기를 압축하여 고기압을 만들어내고, 그것을 다시 엔진에 보내주는 방식입니다.

이 수퍼 차저는 원래 제트 엔진이 주류가 되기 이전에 프로펠러 엔진 방식의 비행기에 탑재되어 있었습니다.

물론, 비행기는 고도가 높은 곳을 비행하기 때문에, 고도가 높은, 즉 산소가 별로 없어 연소 효율이 좋지 않은 장소에서 엔진의 연료를 연소시키기 위해 기계식 과급기의 장착이 필연적이었습니다.

수퍼 차저의 종류

수퍼 차저는 사실 다양한 유형이 존재하고, 유형에 따라 탑재되는 차량이 달라집니다.

이번에는 간단하게 그 종류를 알려드리도록 하겠습니다.

▶ 원심 방식

주로 항공기에 사용되는 방식으로, 옛날에는 일부 차량에도 탑재된 적이 있다고 합니다.

▶ 리숄무 방식

내부 압축이 고압 과급에서도 효율이 떨어지지 않고, 진동도 적으며, 소음이 적기 때문에 잠수함 등에 이용되고 있습니다.

▶ 스크롤 방식

소용돌이 모양의 날개 2개를 조합하여 동작하는 과급기.  소용돌이 바깥쪽에서 공기를 흡수, 압축시켜 중심으로 보내 토출시키는 방식으로, 옛날에는 폭스바겐에서 사용된 적이 있습니다.

▶ 슬라이딩 베인 방식

과급기 내부의 공간을 좁게함으로써 공기를 압축하여 토출시키는 방식입니다.  항공기 및 오토바이에서도 사용되고 있습니다.

▶ 리시프로 방식

리시프로 실린더 내의 피스톤이 왕복 운동을 통해 과급하는 방식. 예전에는 2행정 가솔린 엔진의 소기(scavenging, 掃氣, 掃気)용으로 채용했던 예가 있습니다.

▶루프 방식

처음에는 대형 송풍기 등에 사용되고 있었습니다.  내부 압축이 아니라 고압 과급에는 적합하지 않지만, 비용 적인 부분때문에 이 방식을 탑재한 차량이 많이 있었습니다.

자동차에 있어서 수퍼 차저란?

수퍼 차저는 위에서 언급했던 방식 중에, 루프 식을 이용하는 것이 주류였습니다.  저렴한 비용때문이었습니다.

엔진이 작동하면 엔진에서 동력을 타이어에 전달하는 크랭크 샤프트와 모터 압축기가 작동합니다.

그래서 지연 시간 없이, 가압된 공기가 엔진에 유입되어 폭발적인 힘을 줄 수 있는 것입니다.

일반 차량은 속도를 올려 달리게 되면서 가속력을 이용해 속도가 더 붙게 되지만, 수퍼 차저의 경우 낮은 회전 영역에서도 높은 파워를 발휘할 수 있게 됩니다.

위의 이미지는 영화 등에서도 본적이 있는 스타일의 차량입니다.

해외의 드래그 레이스 등에서도 많이 등장하고 있습니다.

차량 후드에 장착되어 있는 것이 수퍼 차저 입니다.

이것은 개조를 통해 추가적으로 부착된 수퍼 차저 입니다.

드래그 레이스는 짧은 거리를 얼마나 빠르게 달릴 수 있는지 겨루는 승부이기 때문에, 낮은 회전 영역에서 높은 힘을 발휘하는 수퍼 차저를 이용하는 것입니다.

터보 차저와의 비교를 통해 알 수 있는 수퍼 차저의 장점

수퍼 차저와 터보 차저는 전혀 다르다!

이번에는 수퍼 차저의 장점을 터보 차저와 비교하여 알아보도록 하겠습니다.

엔진에 더욱 힘을 실어주는 역할을 하는 과급기로는 "수퍼 차저"와 "터보 차저"가 있습니다.

이 두 과급기는 비슷한 것 같으면서도 사실 전혀 다른 구조를 가지고 있습니다.

수퍼 차저는 적은 배기량으로 움직인다! 지연시간이 없다!

수퍼 차저는 기계 방식인 엔진의 동력으로 과급하는 반면, 터보 차저는 엔진에서 발생되는 배기 가스를 터보 차저의 터빈이라는 프로플레를 회전시켜, 그 프로펠러의 회전 동력으로 압축기를 작동시켜 공기를 압축시키고 엔진에 보내주게 됩니다.

그래서, 터빈을 빠르게 회전시킬 수 있는 배기 가스가 충분히 있어야 터보 차저로서의 역할을 할 수 있게 됩니다.

이렇게 배기 가스가 부족하게 되어 발생되는 현상을 "터보 랙" 이라고 합니다.

아무리 터보 차저를 장착했더라도 엔진에서 배기 가스가 충분히 발생하기 전에는 힘을 발휘하기 어렵습니다.

한편, 수퍼 차저는 위에서도 설명했듯이, 엔진이 작동하면 과급기도 작동하므로, "터보 랙" 현상이 없습니다.

따라서, 적은 배기량으로도 큰 힘을 발휘할 수 있게 됩니다.

터보 차량이 유행했었던 초기 시절에 터보랙 현상이 많이 발생되었기 때문에, 대항하여 만들어진 것이 수퍼 차처 차량입니다.

또한, 적은 배기량으로도 작동하기 때문에, 경차에도 탑재되어 있었습니다.

▲ 수퍼 차저 차량 도요타 MR2

▲ 수퍼 차저 차량 레빈 토레노

수퍼 차저는 열이 적다!

터보 차저는 엔진의 배기에 의해 터빈이 회전하기 때문에, 배기에 의한 열이 발생하게 됩니다.

또한, 엔진을 꺼도 터빈 회전이 멈출때까지 계속 작동하게 됩니다.

엔진 및 기계에 있어서 열은 천적이므로, 아무래도 부하가 걸릴 수 있게 됩니다.

한편, 수퍼 차저는 벨트에 의해 압축기를 돌리기 때문에, 터보 차저와 같이 열로 걱정할 일이 거의 없습니다.

엔진도 그다지 부하가 걸리지 않는것이 수퍼차저 입니다.

수퍼 차저는 연비와 반동이 적다!

터보 차저는 엔진의 배기로 작동하기 때문에, 아무래도 연비 효율이 좋다고는 말할 수 없습니다.

또한, 세단 타입 등에 탑재된 터보는, 터보가 작동하는 순간 반동을 느낄 수 있습니다.

그에 비해, 수퍼 차저는 엔진의 작동으로 동작하기 때문에 반동이 적고, 낮은 회전 영역과 중간 회전 영역에서 작동하기 때문에, 터보 차저에 비해 연비 효율이 좋습니다.

수퍼 차저의 단점은?

수퍼 차저로 인한 동력원 부담

지금까지의 내용으로 보면 정말 좋은 장치라고 할 수 있지만, 수퍼 차저에도 단점은 존재합니다.

첫 번째 이유는, 수퍼 차저의 장점이기도 했던 동력원입니다.

엔진이 작동하면 샤프트와 벨트 구동에 의해 수퍼 차저도 작동합니다.

그러나 어느 정도 출력이 나오게 되면 반대로 압축기를 움직이는 힘이 너무 커져 엔진의 입장에서는 방해되는 존재가 되어버리게 됩니다.

저 회전 ~ 중 회전 영역에서는 좋지만, 엔진이 고회전 영역이 되면 수퍼 차저로서의 역할은 의미가 없어져 버리게 됩니다.

수퍼 차저의 최대 출력 한계

또한, 터보 차량은 배기량이 증가하고 속도가 높아질 수록 터빈에 의한 회전 압력이 나오지만, 수퍼 차저는 일정한 압력밖에 나오지 않게 되고, 최대 출력면에서는 터보 차량보다 많이 떨어집니다.

왜 지금은 수퍼 차저가 많이 사라졌을까?

2016년 현재 터보 차저 차량은 많이 봤어도, 수퍼 차저 차량은 흔히 볼 수 없게 되었습니다.

고회전 영역에 의해 발생하는 전력 손실이나 비용 등이 많은 문제가 되어 왔습니다.

한편, 터보 차저의 기술은 나날이 발전하여 터보 차저의 단점이 지속적으로 개선되어 왔습니다.

최근에는 터보 랙을 개선한 트윈 스크롤 터보 차저 등이 많이 탑재되고 있습니다.

해외에서는 아직 사용되고 있는 수퍼 차저

국산차에서는 거의 볼 수 없게된 수퍼 차저 차량이지만, 해외 특히, 북미에서는 아직도 수요가 있습니다.

해외의 자동차는 원래 배기량이 큰 차량이 많기 때문에, 더 큰 동력을 얻을 수 있고 저속에서도 안정된 승차감을 실현하기 위해 사용되고 있습니다.

재규어, 랜드로버, 메르세데스 벤츠 등에서 아직도 판매되고 있습니다.

메르세데스 벤츠에서는 루프 방식 뿐만 아니라, 리숄무 방식의 압축기를 사용한 AMG 모델의 V6, V8등이 있습니다.

적재적소에서 진화하고 있는 수퍼 차저

수퍼 차저를 탑재한 닛산 노트

과급기에 대해서 설명을 드려봤는데, 어떻게 보셨나요?

아마도 약간 어려웠을 수도 있었을 것이라 생각이 됩니다만, 수퍼 차저에 대해서 조금이라고 알수 있게 되었다면 다행입니다.

현재는 많이 보이지 않게 되어버린 수퍼 차저 이지만, 쓸모가 없어져버린 옛 기술이 아니라 최근에 요구되고 있는 차량에게는 맞지 않게 되어버린 이유가 가장 클 것 입니다.

실제로 해외에서는 아직도 활용되고 있습니다.  또한, 한국에서도 다시 요구되는 시대가 올지도 모릅니다.

그 때에 수퍼 차저를 알고 있다면 선택의 폭이 더 풍부해질 것입니다.

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