엔진 이야기   Engine Type [엔진의 종류] 두 말할 필요도 없이 엔진은 자동차의 심장부이다. 엔진의 종류에 따라 각각 장단점이 있으므로 신중하게 선택할 필요가 있다.   가솔린 엔진 문자 그대로 가솔린을 연료로 하는 엔진이다. 일반 가솔린 엔진의 경우 캬브레터 또는 인젝션으로 공기와 가솔린에 의한 분무형태의 혼합기를 만들고 그것을 실린더로 보내 피스톤으로 압축한 후 스파크플러그의 점화에 의해 폭발시켜 피스톤의 왕복 운동을 발생시키는 것이다. 그 폭발에 의한 피스톤의 직선 운동을 크랭크 샤프트의 회전 운동으로 바꾸는 시스템이다.   디젤 엔진 착화점이 낮은 경유를 연료로 하여 실린더내에서 공기를 압축시킨 후 경유를 분사해 자연 발화시키는 엔진을 말한다. 디젤 엔진은 고회전에 약하고 진동, 소음이 크다는 결점이 있지만 연료비가 싸고 연비도 좋기 때문에 경제적인 측면에서 각광 받고 있다. 유럽에서는 적극적으로 환경 디젤 엔진의 개발을 하고 있기 때문에 매연 수준이 상당히 양호하게 발전했지만 우리나라를 비롯하여 일본이나 미국에서는 아직도 기술 개발의 여지가 많다고 할 수 있다.   로터리 엔진 로터리 하우징의 내부에서 삼각형의 로터가 회전하고 그곳에서 세 부분의 공간을 흡입, 압축, 폭발, 배기의 사이클에 활용하는 시스템이다. 피스톤의 왕복 운동없이 회전력을 발생하므로 손실이 적고, 고회전 고출력을 얻을 수 있지만 연비가 나쁜 것이 결점이다.   Low Emission Engine [환경 엔진] 환경 친화적인 저배기 엔진 뿐만 아니라 우수한 연비를 목적으로 연료의 낭비를 줄이도록 설계된 엔진도 환경 엔진의 범주에 포함시킬 수 있다.   린번 엔진 공기와 연료의 혼합에는 이론 혼합비가 있다. 통상의 엔진의 경우, 공기：연료=14.7：1이 최적 비율이라고 하지만 엔진 파워를 필요로 하지 않을 때 린번 엔진은 혼합비를 20：1 내지는 30：1로 희박하게 연소시킴으로써 (특히 감속시나 엔진 브레이크때는 거의 연료를 분사하지 않는다) 획기적인 연비의 향상을 꾀한 것이다. 린번(lean burn)엔진을 다른 말로 희박 연소 엔진이라고도 한다. 국내에서는 현대 자동차의 액센트, 아반테에 1세대 린번 엔진이 처음 선보인 이후 지금의 베르나, 아반테 XD에는 더욱 성능이 개선된 2세대 린번 엔진이 장착되고 있다. 이와 같은 기술적 기반을 토대로 하여 향후에는 보다 개량된 린번 엔진이 개발되어 선보일 것으로 전망된다.   직접 분사 엔진 실린더에 공기와 연료의 혼합기를 보내지 않고 공기만을 우선 주입한 후, 실린더내에서 직접 연료를 분사하는 시스템의 엔진을 말한다. 이에 따라 적은 연료로도 충분한 연소가 가능하고 고출력·저연비를 기대 할 수 있다. 앞서 말한 린번 엔진의 발전형태라고 생각하면 좋지만 역시 가속시 등 파워가 필요한 경우는 14. 7：1에 가까운 혼합비로 연소를 하게 된다. 직접 분사 엔진의 원조격이라고 할 수 있는 일본 미쓰비시의 GDI를 비롯한, 토요타의 D4, 닛산의 NEO－Di 등이 유명하며 국내에서도 에쿠스 차종에 직접 분사방식이 적용된 바 있다.   하이브리드 엔진 전기자동차와 가솔린 엔진의 혼합 형태로 최적의 엔진 효율이 얻어지도록 전기 모터가 가솔린 엔진의 보조 역할을 담당하는 엔진 시스템이다. 국내에는 아직 하이브리드 차량이 시판되지 않고 있지만 이웃 일본에서는 다양한 차종의 하이브리드 카가 시장에 선보이고 있다. 현재 실제로 판매되고 있는 하이브리드 카로서는 국내에는 아직 없지만 이웃 일본의 경우 도요타의 프리우스와 HONDA의 인 사이트, 그리고 닛산 티노등 모두 엔진과 전기 모터를 조합한 것을 탑재 하고 있어 압도적인 저연비를 실현하고 있다. 특히 인 사이트의 10·15 모드 연비는 35 km/l로서 세계적으로 탑 레벨이라고 할 수 있다. 프리우스가 엔진과 모터를 서로 바꾸면서 주행하는데 비해, 인 사이트의 모터는 어디까지나 엔진의 보조적 역할에 지나지 않는다. 이와 같이 각각의 하이브리드 시스템은 미묘하게 서로 다른 방식으로 구현된다.   Valve Type [밸브 형식] 실린더에 연료를 보내 주거나 배기가스를 방출하는 기능을 하는 것이 밸브이다. 근래에는 전자 제어식 밸브의 발달이 눈부시다.   멀티 밸브 흡기용 밸브와 배기용 밸브가 하나씩 있으면 엔진으로서는 충분한 기능을하지만, 보다 고회전에 대응하기 위해서는 밸브의 크기를 소형화해 여러개 탑재할 필요가 생긴다.이를 멀티 밸브라고 한다. 결국 흡기/배기 면적이 커지므로 고출력시에 탁월한 성능을 보인다. 흡기측 2, 배기측 2의 4 밸브가 현재의 주류이지만, 흡기측을 3개로 한 5 밸브 엔진도 있다.   SOHC 싱글 오버헤드 캠 샤프트의 약어로 1개의 캠 샤프트와 캠에 의해 흡기 및 배기 밸브를 제어한다. 엔진 성능은 DOHC에 비해 떨어지지만 구조가 단순하고 경량이라는 장점이 있으며 저속에서의 토크가 좋아 실용성을 중시한 차에서는 현재도 잘 사용되고 있다. 고속 회전을 주로 사용하지 않는다면 SOHC 엔진이 장착된 차종을 선택하는 것이 연료비 절감에 도움이 된다. 그러나 고속도로 등에서의 추월 가속 성능은 기대하지 말지어다.   DOHC 엔진의 회전수가 올라가게 되면 흡배기 밸브를 동시에 제어하는 SOHC의 경우 효율이 급격히 떨어진다. 따라서 흡기용과 배기용으로 각각 1개씩의 캠 샤프트를 갖추어 독립 제어하게 되면 고회전에서의 효율을 극대화 시킬 수 있다. 이것이 DOHC(트윈 캠) 엔진이다. 원래 스포츠카 전용으로 사용되던 것이 연소의 고효율화를 꾀할 수 있다는 장점 때문에 최근에는 패밀리 카에도 널리 채용되고 있다. 앞서 언급한 대로 고속시의 효율이 좋아 추월 가속성능은 좋아지지만 저회전 영역에서의 연료 효율은 SOHC 엔진에 비해 다소 떨어진다. 이것이 일반적으로 DOHC 엔진의 연비가 좋지 않은 이유가 된다.   Engine Spec [엔진 제원] 배기량이 커질수록 엔진의 파워는 크게 나오고 기통수가 많을수록 정숙성이 좋아진다.   압축비 가솔린엔진에서는 혼합기의, 디젤 엔진에서는 공기의 실린더내에서의 압축비율을 나타내는 것으로, 피스톤이 가장 위에 있을 때의 용적을 1이라고 했을 때 가장 아래에 있을 때의 용적은 얼마인가를 수치로 나타낸 것이다. 압축비는 높을수록 고출력/큰 토크를 얻게 되나, 너무 높으면 자연 발화등으로 인해 노킹을 일으키기 쉬워져 자칫 엔진을 손상시키게 된다. 처음부터 압축한 공기가 이송되는 터보 엔진은 자연 흡기의 엔진에 비해 다소 압축비가 낮게 설정되어 있는 것이 많다.   총 배기량 엔진의 실린더가 한 번에 흡입할 수 있는 혼합기의 양을 용적으로 표현한 것이다. 피스톤이 가장 아래에 있는 상태와 가장 위에 있는 상태의 실린더 용적 차이에 기통수를 곱한 것으로, "(내경×2 분의 1)의 제곱×π×행정×기통수" 라는 식으로부터 산출 될 수 있다. 배기량이 크면 큰 만큼 토크가 증가해 출력은 높아지지만 그 만큼 연비는 나빠지게 된다. 내경×행정 보어×스트로크로 표기되는 것으로 실린더의 내경과 피스톤 왕복의 편도 행정을 나타낸다. 일반적으로 스트로크가 짧은 엔진이라면 고회전용이고 스트로크가 긴 엔진이라면 토크 중심의 엔진이라는 경향이 있다.   기통수 4 사이클 엔진은 흡입, 압축, 폭발, 배기의 행정을 반복하는 것으로 동작하고 있다. 그러나 크랭크 샤프트가 2 회전하는 동안 출력 행정은 1회밖에 없기 때문에 실린더의 수를 늘려 각각의 행정을 엇갈려 놓는 것으로 진동과 소음을 줄일 수 있다. 따라서 엔진의 기통수가 많을수록 정숙성 뛰어나지만 가격이 비싸진다는 결점이 있다. 일반적으로 판매되는 차량의 경우, 기통수와 배열 형태에 따라 다음과 같은 종류가 있다.   직렬 4 기통 ∼2400cc 표준적인 방식으로서 무엇보다도 효율이 좋다. 소형차나 중형차는 대부분 이 형태이다. 수평 대향 4 기통 ∼2500cc 실린더가 수평에 좌우 2 개씩 대향하는 형태로 배치되어 있다. 컴팩트하며 저중심인 것이 특징이다. 직렬 6 기통 2000∼3000cc V형태에 비해 경량으로 고회전까지 매우 순조롭게 회전한다. 주로 스포츠 머신용이며 고전적인 방법이기도 하다. 메이커로서는 일본의 토요타가 주로 이 형식에 집착한다. V형태 6 기통 2000∼3000cc 직렬 6기통에 비해 보다 컴팩트하게 만들 수 있으며 저회전 토크를 얻는데 유리한 점이 있다. 현재 대부분의 고급차는 이 형태라고 보면 된다. V형태 8 기통∼ 4000cc∼ 만일 직렬 8기통으로 배치한다면 크랭크 샤프트의 강성이 문제시 되므로 8기통 이상은 V형태가 주류이다. 배기량과 기통수   4사이클 엔진이라는 것은 4개의 행정을 하나의 세트로서 반복해 움직이고 있는 것이라고 말했다. 그러나 실제로 동력을 발생하는 것은 그 중의 1 행정, 즉 "폭발 행정" 뿐이다. 다시 말해서, 하나의 실린더가 일을 하는 것은 전체의 1/4 시간에 지나지 않는다는 것이다. 이것만으로는 엔진이 순조로운 일을 할 수 없기 때문에 실린더의 수를 늘려 하나의 실린더가 이른바 "쉬고"있는 동안에 다른 실린더가 그 부분을 보충할 필요가 있다. 그렇다면 단순한 계산으로 4개의 실린더, 즉 4기통이면 항상 동력을 발생 할 수 있는 환경이 되는 것이다. 그런데 그렇게 되면 4 사이클이라면 어떤 배기량에서도 모두 4 기통으로 좋은가 하는 질문이 생긴다. 대략적으로 말하면 YES다. 그러나 배기량이 커지게 되면 상황은 달라진다. 가솔린 엔진의 경우 원활하게 연료를 연소시킬 수 있는 최대 배기량은 1기통당 500 cc까지라고 통상적으로 얘기하는데, 이것을 넘으면 실린더의 지름이 커져 연소실 구석구석까지 충분히 연소시키지 못 할 가능성이 생기기 때문이다. 따라서 어쩔 수 없이 3000 cc라면 6기통, 4000 cc라면 8기통이 되어야 하는 것을 쉽게 알 수 있다. 또 하나는 정숙성이다. 기통수를 늘리면 그 정도로 시끄러워지는 것은 아닐까라고 자칫 생각하기 쉽지만 실제로는 그렇지 않고 서로 진동이나 소음을 상쇄시켜서 정숙성이 좋아지게 된다. 물론 4개의 행정을 6∼8개의 실린더로 하는 것이기 때문에 엔진 회전의 순조로움도 현격히 좋아진다. 즉, 부드러운 엔진 구동이 가능하다는 얘기다.