가변 압축비 엔진(VCR) - 내연기관의 또다른 진보







사진은 MCE-5에서 열심히 뚝딱거려서 개발중인 가변압축비 엔진

1. 뮌가요 이거?

넵 이런겁니다

[..피스톤의 상사점을 바꾸어 압축비를 변화시킨다. 시가지 주행과 고속순항시에는 압축비를 높여 연비를 향상시킨다. 또 급가속시에는 터보차저가 작동하기 때문에 압축비를 낮추어 노킹을 방지함과 함께 과급효율을 높인다...]

[..배기량 1.5리터의 가솔린 엔진이다. 2-스테이지 터보가 적용된 1.5리터 VCRi의 출력은 220마력(223.06ps)으로 자연흡기 3리터와 비슷하고 1,500rpm이라는 낮은 회전수에는 42.9kg.m(420.85Nm)의 최대 토크를 발휘한다. 최대 토크의 수치는 V8 4리터에 맞먹는다. 반면 푸조 407(전륜구동 차량입니다)에 적용 시 연비는미국 기준으로 14.87km/L, CO2 배출량은 158g/km에 불과하다..]








그야말로 배기량을 뛰어넘은 토크 / 출력에 거기에 연비까지.. 오오 슈발 오오 이것이 진정 기술인가 오오 (...)

그리고 MCE-5가 제네바 모터쇼에서 출품한 VCRi 엔진 경우에는 또 이런 계획이 있다고 합니다

[..내년에 나올 신형 VCRi은 직분사와 엔진 효율을 최적화 하는 다수의 기술이 적용되어 더욱 성능이 올라갈 예정이다. 2010년형 VCRi는 최고 출력은 270마력(273.75ps), 최대 토크는 46.9kg.m(460.09Nm)으로 올라가는 한편 CO2 배출량은 140g/km 이하로 떨어진다. MCE-5의 VCRi에는 유럽의 12개 티어 1 부품 회사가 관심을 보이고 있는 것으로 알려졌다...]



오오 슈발 오오 (...) 아니 베르나 & 클릭이나 폭스바겐의 폴로에나 탑재될법한 엔진의 수준이 최대토크는 최신형 디젤엔진을

뺨치며 출력은 3리터급 가솔린 엔진과 맞먹다니 오오 슈발 오오..





MCE-5의 VCRi 엔진이 돌아가는 움짤 'ㅅ' 요런 가변압축비 엔진 경우에는 많은 방식이나 제안이 있지만 이 글에서는 크게

2가지만 볼려고 합니다. 일단 MCE-5을 선두(?)로 개발되고 있는 '다관절형 피스톤' 방식입니다. 닛산(Nissan)도 비슷한 방식의

가변압축비 엔진이 자사 홈페이지에 소개되고 있습니다.


 




(오오 슈발 이걸로 GT-R은 좀 더 앞서게 되는것이다!)

닛산의 가변 압축비 엔진에 대한 사진, 아직까지 자세한 제원이나 이렇다 할 자료는 보이지 않는것 같습니다.

MCE-5 경우에는 실린더 옆에 바로 피스톤과 크랭크를 잡아주는 장치가 있지만 닛산의 경우에는 크랭크케이스쪽에

위치하고 있는게 특이점이라고 볼 수 있습니다.



그리고 벤츠(Mercedes Benz)혼다(Honda)가 개발중이라고 추정중인 듀얼피스톤 방식의 가변 압축비 엔진

일단 링크부터 >> 클릭!

다관절형 피스톤 방식과는 다르게 피스톤 헤드를 개량하여 가변 압축비 기술을 구현..한다는 개념인데

올릴수 있는 적절한 사진이나 짤이 없는지라... (링크된 글 중간에 사진이 있습니다)

또 듀얼 피스톤 방식의 장점으로는 아예 실린더블록이랑 크랭크케이스부터 새로 찍어야 내야하는 다관절형에 비해서는
상대적으로 개발이 쉬운편이라는 장점이 있겠습니다.

아랫 토막글은 '듀얼 피스톤'이 적용되었으리라 추정중이고 벤츠의 사기템(?)이나 궁극의 진화라고 불리었던

Diesotto엔진에 대한 설명입니다.






[..엔진 자체의 최고출력은 238ps이며 여기에 20ps의 전기모터가 탑재되어 있어 시스템 최대토크는 40.5kgm(397.31Nm)에 달한다. 이는 3.5리터 V형 6기통 엔진과 맞먹는 성능이다. 뿐만 아니라 연비는 100km를 달리는데 5.3리터로 리터당 18.9km나 된다. 물론 이산화탄소의 배출량도 127g/km로 유로6의 배출가스 규제기준을 충족시킨다...]

넵, 무려 1.8리터인데 성능은 3.5리터 V6 엔진이랑 거의 맞먹어들려고 합니다. 그리고 좀 더 살펴보면

[..이론적으로는 완벽에 가깝지는 그만큼 제어가 어렵다. 실린더 내의 온도, 압력, 혼합비의 정밀한 제어 등이 필요하다. 때문에 HCCI영역은 3,500rpm 까지에 한정된다. 그 이상의 회전역 또는 고부하영역에서는 통상의 가솔린 직접분사엔진으로 기능한다. 따라서 압축비도 가변식이어야 한다...]


그리고 혼다(Honda) 경우에는 이런걸 개발했습니다 >> 링크


그리고 논외격이긴 하지만 GM에 뚝딱거린 HCCI엔진 경우에는 어떨까요?




[..현재 새턴 오라와 오펠 벡트라의 2.2리터 4기통 에코텍에 프토토 타입이 적용된 상태이며, 180마력의 출력을 발휘한다. 한편 GM은 새턴 오라 HCCI의 연비는 아직 발표하지 않았다.

현재 유럽에서 팔리는 오펠 벡트라의 연비는 35MPG(14.88km/l) 내외, GM의 말대로 15% 이상 연비가 좋아진다는 것은 대단한 개선으로 받아들여지고 있으며, 이는 2008 새턴 오라 하이브리드 보다 뛰어나다...]


DiesOtto와 같은 HCCI기술, 아니 압축착화 기술을 사용하고 있지만 생각외로 극적인 출력/토크증가는 보이지 않습니다.
다만 연비가 우리나라 기준의 1등급에 약간 못 미치는 수준으로 끌어올린건 주목할만한 부분입니다.

이외에 SAAB나 Ford나 리카르도 혹은 로터스(옴니보어 컨셉트 링크)에서 개발한 가변 압축비 엔진들도 제각기 다른방식의 가변 압축비 엔진을 제안하고 있지만 개인적으로 가장 양산화 가능성이 높은 엔진은 저 2가지 방식으로 생각하고 있습니다.



...그런데 이 좋은것들이 왜 아직도 양산차에 적용이 안되냐구요?

아직 개발도 덜 되었고 뜬금없이 언급된 HCCI엔진 경우에도 빨라야 2010년에 볼 수 있으리라 생각했지만 정작 공개된 신형 S클래스 F/L에서도 등장하지 않았습니다.

근본적으로 다관절형이나 듀얼 피스톤 방식이나 뮌가 개발해야 하고 시행착오와 여러가지 문제를 극복하는건 별반 차이없고
기술적인 문제뿐만 아니라 업계쪽에서도 모종의 알력싸움이 있다는 루머까지도 나돌고 있을 정도이니 말입니다 -____-

..뭐 변속기가 갈리니 부서지는건 논외로 하더라도 말입니다.

그리고 70년대부터 시작된 유가폭등이나 에너지 수급사태 이후 그야말로 폭풍처럼 휩쓰는 시대의 대세 - 고효율 & 친환경 추세에  항속거리 연장형 전기차(프리우스 플러그-인 모델, 시보레 볼트)순수 전기차(테슬라 로드스터)가 속속 등장하고 있으며 바이오 연료의 경우에는 1세대의 참패를 딛고 곡물수확 이후 발생하는 부산물로 연료를 추출하는 2세대 바이오연료가 서서히 고개를 들고 있고 심지어 음식만 먹으면 페달 돌려서 움직이게 하시는 자전거나 이륜차(모터사이클)같은 초저배기량 혹은 경량이동수단이 다시 각광받고 있습니다.

(아아 내연기관도 시대의 흐름에 이겨내지 못하고 사라지는겁니다 흐흐르르아그그그 IIIOTL......)

그러나 당장에 길거리에 나가면 보이는건 주유소요 거기에 있는것은 경유랑 휘발유이고 아직까지는 탄화수소계열 연료 뿜뿜 거려서 바퀴 굴러가게 만드는 차들이 대부분이라는건 부인할 수 없는 현실입니다. 기타 차세대 에너지원이 세월아네월아 한다지만 이런 진보된 내연기관 기술이 차세대 에너지 동력원으로 이행하는데 조금이나마 완충역할을 하게 될 것입니다.







그리고 HCCI기술에 좀 더 알고 싶으시면 이곳을 누르세요!

출처: http://benzforum.com / 글로벌오토뉴스(http://www.global-autonews.com/)
        MCE-5 홈페이지(http://www.mce-5.com/) /
        닛산 글로벌 홈페이지(http://www.nissan-global.com/EN/index.html)
        자동차 밸리 메이저 이글루 주인장이신 Luthien님 이글루
        모터트랜드 홈페이지(링크)

by Eraser | 2009/04/30 16:38 | AUTO - C.A.R | 트랙백(1) | 핑백(1) | 덧글(4)

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Tracked from 黑紙's 비밀격납고 at 2010/12/19 07:30

제목 : 오오. 이건... 놀랍다.
가변 압축비 엔진(VCR) - 내연기관의 또다른 진보 저는 방금 위의 글을 읽으면서 인류가 참 무섭구나 라는걸 새삼 깨달았습니다.[특히 공돌이]읽어보시면 알겠지만. 기계과의 눈으로 보면 이건뭐. 신세계....ㅠㅠ이게 양산되면 정비소는 힘들지 않을까나.고도의 기술은 왠지 정비성이 떨어진다는 편견 때문인가.가변압축비라니.하튼 이젠 과급 튜닝 하면서 압축비때문에 머리 아플 필요도 없을것 같고.....이런 작품을 만들기 위해 그동안 갈려간 공돌님들을 ......more

Linked at Eraser의 DB 겸 블로그.. at 2009/05/01 00:47

... 도저히 알 수 없는 에러로 인해 링크로 일단 올리겠습니다http://bsker113.egloos.com/2365217 ... more

Commented by G-3巾談 at 2009/05/01 02:05
정말 신기하군요; 세상에 이런 기술이 있었다니..좋은 자료 잘 보고 갑니다~
Commented by Eraser at 2009/05/01 15:03
VCR 엔진도 해가 갈수록 양산화에 근접하고 있는지라.. 내연기관이 완전히 사라질 시기에는 어느 수준일지 짐작도 안가지요 -_-)
Commented by 알루미나 at 2010/12/20 21:14
무서운 사람들...
Commented by Eraser at 2010/12/20 22:49
아이고 맙소사 난 이걸 더 이상 붙잡을수 없어
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