가솔린 엔진 (부제 : 디젤디스)
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내가 요즘 자동차 공부를 한다. 애초에 관심이 많았던 부분이긴 하나 이정도까진 아니였는데, 요즘 좀 심한듯.
그래도 하나둘 알아가다보니 내가 기존의 알던 부분들중 틀린부분이 많다는 것을 깨달았다.
물론 지금아는 것도 확실한 건 아니겠지만. 각설하고 오늘은 내가 사랑하는 가솔린 엔진에 대해서 이야기 할것이다.
극심한 디젤까가 될 것같은 느낌이. 디젤을 사랑하는 사람이라면 뒤로가기를.
자동차의 엔진은 내연기관으로써 연료를 내부 실린더 혹은 연소실에서 연소시킨후 동력을 얻는 기관을 일컫는다.
크게 분류하자면 3가지 형태의 기관으로 분류할 수 있다. 1. 피스톤 엔진 2. 회전운동형 엔진 3. 분사추진형 엔진
이중 대부분의 차량에 채용되는 엔진은 4행정 피스톤 엔진으로 피스톤 엔진도 대략 3가지의 방식으로 분류된다.
1-1. 실런더의 형식에 따른 분류
1-2. 연료에 따른 분류
1-3. 행정에 따른 분류
이중 오늘 이야기 할 부분은 1-2 연료에 따른 엔진 분류이다.
요즘 디젤차가 대세이긴 하나 가솔린 엔진의 장점을 모두 커버하고 있는 것은 아니고,
또한 가솔린 엔진 또한 많은 장단점을 가지고 있다. 그래서 오늘은 두개의 엔진에 대해서 비교 분석하여
장단점을 이야기 해보려고 한다.(실상은 디젤엔진 까기)
1. 가솔린 엔진
(GDI 3D)(델파이홈페이지)
가솔린 엔진은 1876년 독일의 오토에 의해 실용적 가스엔진이 발명된 후 다방면으로 확대 되었다.
가스엔진의 원리는 가솔린엔진과 일맥상통하며 몇가지 부품적 다름을 보이는 것 외에는 동일하다고 볼 수 있다.
초창기에는 카뷰레터를 사용하여 공기를 공급하는 방식이었으나 80년대 이후 흡기포트에 인젝터를 장착하여
실린더 도달 직전에 공기+가솔린을 혼합해주는 포트 분사식(PFI) 엔진으로 발전 되었으며, 2000년대에 진입한 요즘은
직분사 엔진을 많이 사용하고 있다.(흔히 듣는 GDI 엔진이 직분사 엔진이다)
가솔린엔진은 같은 출력대비 디젤엔진에 비해서 작은 크기, 정비의 용이성, 고회전가능 정도가 장점으로 볼 수 있다.
정비의 용이성은 요즘엔 가솔린 차량도 직분사 엔진을 사용하면서 예전보단 복잡해지긴 했으나
디젤에 비할바 아니라는 것이 대부분의 현업 정비사들의 생각이다.
가솔린엔진은 디젤에 비해 숏스트로크를 사용하기에 회전에 용이해 고알피엠을 사용할 수 있다는 장점도 있다.
고회전이 가능하기에 알피엠과 토크의 영향을 받는 마력이 높게 나오는 것이 특징이라면 특징이다.(당연)
물론 토크와 마력 만으로 차의 성능을 평가하거나 달리기 실력을 평가할 순 없겠지만
가솔린 엔진이 고알피엠의 고속주행에서 디젤보다 훨씬 유리한 것은 사실이다.
왜냐하면 디젤은 가솔린 대비 롱스트로크로 고알피엠을 사용하기엔 무리가 있기 때문이다.
2. 가솔린 엔진의 장단점
가. 배기량당 출력 차이가 없고 제작이 용이하다.
나. 가속성이 좋고 운전이 정숙하다.
다. 제작비가 적게 든다.
라. 전기 점화장치의 고장이 일어날 수 있다.
마. 연료소비율이 높다.(연비가 구리다)
3. 디젤엔진의 장단점
1. 연비가 좋다.
2. 부하조건에 다른 불완전연소 및 질소산화물과 탄화수소 발생.
3. 압축비 차이로 인한 가솔린 동급 터보보다 힘이 약함. 단순 토크수치를 제외하고 주행질감도 가솔린이 좋다.
4. 수리가 복잡하다.(자연흡기 가솔린에 비해서)
5. PFI 방식에 비해서 CRDI인젝터 가격이 비싸다.(가솔린 분사압 150 bar에 비해 디젤은 2000 bar까지 사용)
6. 엔진예열에 많은 시간 소요(PCT히터로 개선가능)
7. 시동 전동기의 출력이 커야 한다.
5. 디젤엔진과 가솔린엔진에
가솔린과 디젤엔진. 현재는 가스엔진과 전기모터등 다양한 방식의 엔진들이 나오고 있지만 그래도 아직까지는
가솔린과 디젤이 차량의 큰 두개의 연료축이라고 볼 수 있다.
가솔린은 운동능력만을 기준으로 고안된 엔진이기에 연료 소비에 자비가 없다.(태생상)
그로인해 최대마력이 높다는 장점을 가지지만 그 마력을 사용하기 위해 가져가야 되는 알피엠을 생각해보면
실생활영역에서는 그렇게 효율적인 엔진이라고 할수는 없겠다.(연료대비)
그에 반헤 디젤엔진은 공기를 압축시켜 스스로 폭팔하게 하는 엔진이다.
이로 인해 높은 토크와 높은 연비라는 장점을 얻지만 진동과 소음이라는 단점도 태생적으로 따라붙게 된다.
내연기관으로써는 디젤이 먼저 발명 되었는데, 그 이유는 원유에서 가솔린이 더 늦게 정제되어 나왔기 때문이다.
원유에서 정제되어 가솔린이 생산된 이후 가솔린엔진이 발명 되었다.(당연하지만)
가솔린은 디젤처럼 고압에서 자연착화방식을 사용할 수 없었는데 그 이유는 압축하기전에 스스로 폭팔해버려서
원하는 토크를 얻어낼수가 없었기 때문이다. 그래서 저압축 점화매개체를 통한 폭팔로 발전하게 되었다.
요즘 나오는 디젤은 직분사로 연료압이 2000 bar에 이르는 것도 있다고 하니 대단한 수치라고 생각한다.
디젤엔진은 최소 100bar 이상이 레일에 걸리게 되고 그에 맞춘 연료펌프제작 등 자연착화방식에서 오는
압력을 이겨야 하기 때문에 그에 맞는 내구성이 필요로 하게 된다. 그에 반해 가솔린은 낮은 압력 2~3bar 정도면 충분하다.
디젤차량이 대세인 만큼 디젤은 많은 장점을 가지고 있다.
그러나 요즘 많은 제조사에서 디젤에 목매고 있는 이유는 단지 연비가 좋거나 친환경적이여서는 아니라고 본다.
솔직히 친환경적이라고 볼 수도 없지 않는가?
단지, 가솔린 엔진의 기술계발점이 한계에 다다른게 아닌가 생각해 본다.
흡사 MPI에서 GDI로 발전된거 아니냐고 말하는 사람도 있겠지만, 내 생각에는 GDI는 발전의 개념이 아닌
확장의 개념이라고보는게 맞다. 그 전세대의 엔진에 비해서 월등한 개선을 이루어 낸것도 아니니까.
물론 출력부분은 인정하지만 많은 보완이 필요하다고 본다.(오래전에 나왔다가 사장될뻔한 엔진이면서 요즘엔 대세다.)
여하튼 가솔린 기술계발의 한계가 디젤 엔진의 발전을 가지고 오는 것인지 아니면 디젤엔진 자체의 성능이
가솔린보다 월등히 뛰어나기에 지속계발되고 있는 것인지는 좀더 지켜봐야 될 것같다.
5. 끝으로
1. 그냥 나는 가솔린 엔진이 좋다.
2. 본자료는 비 전문성을 뛰고 있으므로 신뢰하지 않았으면 한다.