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좋은 엔진 결정 요소 다섯가지

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글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)
승인 2004-08-07 12:56:27

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좋은 엔진 결정 요소 다섯가지

이 글은 필자가 공부를 위해 외서를 읽다가 글로벌오토뉴스 독자들에게도 유익할 것 같아서 번역한 것입니다. 참고가 되시길 바랍니다.(편집자 주)

엔진은 다양한 요소의 균형을 맞추고 있기 때문에 기분 좋은 엔진이 어떤 것인가를 단적으로 표현하는 것은 불가능하다. 그 때문에 우선 엔진의 기본원칙을 알 필요가 있다.
좋은 엔진을 결정하는 것은 음, 진동, 토크, 파워, 응답성 등 다섯가지 요소다.
소음과 진동이 적으면 대체적으로 쾌적하다. 엔진의 진동은 폭발력의 변화에 따른 토크의 변동, 크랭크축의 휨에 의한 것, 그리고 회전부분과 왕복부분의 부조화의 의해 발생한다. 이 안에 왕복부분의 관성력에 의한 것은 피스톤의 위치에 따라 변동하기 때문에 그 위치에 따라 1차, 2차, 3차......로 무한한 진동이 발생하고 그에 따라 진동이 강해진다.
특히 1차와 2차의 진동은 강하기 때문에 카운터웨이트 등을 채택해 방지하는데 완벽하게 방지할 수는 없다.
그래서 다기통화를 추구한다. 4기통보다는 6기통, 8기통, 12기통으로 기통수가 많아질수록 정숙하고 진동이 적은 엔진이 된다.
좀 더 자세하게 말하자면 같은 6기통이라도 V6보다는 직렬 6기통이 좋다. 폭발간격, 관성력, 회전력 모두 균형을 이루고 있기 때문이다. V6는 불완전 밸런스이기 때문에 직렬 6기통에 비해 진동이 많다. V12는 완전 밸런스인 직렬 6기통을 2기 조합시키고 있기 때문에 더욱 저진동이 되는 것이다. 진동측면에서는 엔진은 직렬 6기통이나 V12가 가장 앞선다고 할 수 있다.
또 4기통은 기본적으로 진동이 많다. 그것을 2기 조합한 V8은 직렬 6기통과 비슷하거나 혹은 그보다 진동이 많다.
다음은 엔진 사운드. 엔진음은 주로 배기음으로 결정되는데 흡기음도 무시할 수 없다. 3기통과 4기통에서는 폭발간격이 넓기 때문에 맑음 음색으로 되기는 어렵지만 4기통은 강렬한 음이 가능하다. 배기관을 길게, 두텁게하면 저음으로 반향이 강렬한 음으로 된다. 또 저속 토크가 두텁기 때문에 소형 GT에 어울린다.
한편 12기통으로 되면 폭발간격이 좁고 더욱이 고회전으로 되면 연속한 연소음으로서 들려온다. 또 흡기, 배기의 효율을 올리기 위해서는 짧고 가늘은 배기관으로 되기 때문에 고음에서 맑은 음으로 된다.
수평대향형은 4기통, 6기통이라도 직렬형과 폭발순서와 타이밍이 다르다. 일본의 스바루 레가시등이 독특한 배기음을 내는 것은 수평대향형이기 때문인데 아마 가장 관능적인 것은 수평대향 12기통 엔진일 것이다.
토크는 두터울수록 즐겁다. 하지만 회전수가 변화해도 일정한 크기이면 다루기가 쉽고 응답성도 좋고 빠르다. 이것을 플랫 토크라고 하는 것인데 그것을 가능하게 하는데는 3리터 또는 그 이상의 배기량이 필요하다. 그런데 1.8리터와 2리터로도 불가능한 것은 아니다. 그 대신 최고출력이 저하된다. 유럽차가 일본차에 비해 최고출력은 떨어져도 기분이 좋고 빠른 것은 플랫 토크이기 때문이다. 그 역이 터보 엔진으로 특히 급격히 터보가 효과를 내는 것은 열등한 것이다. 자연흡기형에 이기는 터보엔진은 없다.
파워는 실제 최고속도의 높이밖에 느낄 수 없고 느끼기 어려운 성능이다. 단지 카탈로그 성능, 판촉 도구로 생각하면 그만이다. 우리가 느끼는 것은 주로 토크감이다.
파워있는 엔진이란 뻗는 느낌이 좋은 것을 말하는데 실제로는 고회전으로도 토크가 떨어지지 않는 엔진도 있어 그 토크의 하락폭이 적은 것을 느끼는 것이다. 하지만 고회전에서는 배기음의 주파수도 진동의 주파수도 높기 때문에 관능적으로 된다. 인간뿐 아니라 동물은 고음에 느끼기 쉽다. 그래서 고회전까지 도는 엔진은 즐겁다고 느끼는 것이다.
그런데 발진시에 가속페달을 아주 조금 밟아도 튕기듯 나가는 엔진이 있다. 일본차 중 이런 엔진이 많은데 최저다. 이런 엔진은 응답성이 좋기 때문이 아니라 설계가 잘못된 것일 뿐이다.
당연히 응답성이 좋은 엔진은 여기다하고 생각할 때 필요한 토크를 순식간에 발생하는 것이다. 그것을 가능하게 하는데는 보어×스트로크에서 시작해 연소실의 형상에서 인레트, 이그조스트의 매니폴드 레아아웃, 밸브 타이밍 등 엔진의 기본설계 모두에 뛰어날 필요가 있다.
응답성을 진찰하면 엔진의 소성을 모두 알 수 있고 그를 위해서는 발진 후 30m 주행하면 충분하다. 거기에서 불가능한 엔진은 예를 들어 파워가 있어도 무의미한 엔진인 것이다.
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