자동차 메이커들은 고유가와 연비 향상 문제의 해결을 위해 기존의 덩치 큰 엔진을 작고 효율적인 엔진으로 대체하고 있다. 이들 엔진은 소형화에 따른 출력저하를 막고자 터보차저에 많이 의존한다. 그런데 터보차저는 가격이 너무 비싸고 기계적 구조가 복잡하다. 특히 '터보 랙(turbo lag)'이라 불리는 동력전달 지연현상이 최대 단점으로 꼽힌다. 2개의 터보차저를 탑재하면 터보 랙을 줄일 수 있지만 그만큼 기계적 복잡성과 단가는 높아질 수밖에 없다.

이 난제를 해결한 것이 하나의 터보차저로 2개의 터보차저 역할을 하는 트윈스크롤 터보차저다.

지금까지는 고가의 스포츠카에나 탑재됐지만 BMW가 더 저렴한 차종에도 이를 장착하며 보급화를 이끌고 있다. 2012년형 3시리즈에 채용된 4기통 트윈파워 터보 엔진이 그것. 이 엔진은 6기통 엔진과 동일한 출력을 내면서도 연료는 15% 덜 소비한다.



1. 배기가스 캡처
일반 엔진은 연소 후 고온의 배기가스를 배기파이프로 내보낸다.

하지만 이 엔진은 배기가스를 터보차저로 넣는다. 내연기관의 실린더는 동시에 점화되지 않고 순차적으로 하나씩 점화되기 때문에 주입된 배기가스는 불규칙한 파동을 일으키며 연소실을 빠져나가게 된다. 기존의 싱글스크롤 터보차저는 불규칙한 파동의 배기가스를 터빈 속으로 한꺼번에 공급, 충돌과 간섭작용에 의해 배기가스의 유속이 약해졌다. 반면 트윈스크롤 터보차저는 실린더를 통과한 배기가스를 순서대로 터빈에 넣는다.


2. 터빈 회전
배기가스가 터빈 블레이드에 도달해 1분당 최대 15만회의 속도로 터빈을 회전시킨다. 배기가스가 순차적으로 주입되므로 터보 랙이 줄어든다.


3. 배출
임무를 완수한 배기가스가 촉매변환장치로 들어간다.

여기서 일산화탄소, 아산화질소 등 오염물질이 제거된 뒤 배기파이프를 통해 엔진을 떠난다.


4. 압축
그동안 터빈이 공기압축기를 작동시켜 차갑고 깨끗한 외부공기를 흡입해 30기압으로 압축한다.

이렇게 만든 산소가 풍부한 고밀도의 공기를 연소실로 공급되면서 엔진은 휘발유를 한층 완전히 연소시킬 수 있다. 작은 크기에도 불구하고 강력한 성능을 발휘하는 이유가 여기에 있다. 트윈파워 엔진은 터보차저를 채용하지 않는 동급엔진 대비 출력이 30% 이상 높다.