수랭식 엔진(water cooled engine)은 실린더 벽을 2중으로 하여 그 속에 물을 순환시켜 냉각시키는 방식의 엔진이다.
수랭식 엔진은 엔진이 작동 온도 범위를 유지하면서 운전하기 위해서 물을 사용하여 냉각하는 것으로, 폭발 행정에서 혼합가스가 발생하는 열에너지의 3분의 1은 운동에너지로 변환되어 엔진 내에 남고, 방치되면 축적된 열에 의하여 엔진의 운동이 방해된다. 따라서 실린더 물 주위에 물 재킷을 설치하여 물을 순환시켜 냉각하고, 이 물을 라디에이터로 유도하여 열을 공중에 발산시킨다. 대부분의 자동차용 엔진의 냉각 방식으로 쓰이는 방식이다. 공랭식 엔진에 비해 외부 조건에 좌우되지 않으며 항상 적합한 조건 하에서 운전할 수 있으므로 효율·수명 등의 점에서는 유리하나, 가격이 높다는 결점이 있다.[1][2]
수랭식 엔진과 공랭식 엔진은 자동차 역사 초기부터 공존했다. 어떤 냉각계통을 쓰느냐는 자동차 혹은 엔진 제작업체의 철학이나 주 소비지역의 환경 특성에 따라 결정되는 경우가 많았다. 물론 효율과 성능 관점에서 수랭식 엔진이 우세했지만, 자동차 대중화 즉 모터리제이션이 진행되는 과정에서 공랭식 엔진을 쓰는 차들이 빠르게 늘기 시작했다. 폭스바겐 비틀, 피아트 500, 시트로엥 2CV 등 제2차 세계대전 이후에 큰 인기를 얻은 대중차들이 그랬고, 스바루 360, 마즈다 R360, 혼다 N360, 토요타 퍼블리카 등 1950~1960년대 일본의 경차와 소형차들의 엔진룸에서도 공랭식 엔진을 쉽게 발견할 수 있었다. 이들이 공랭식 엔진을 쓴 이유는 당연히 작고 경제적이었기 때문이었다. 특히 작은 배기량으로 비교적 높은 출력을 낼 수 있으면서, 유지관리에 크게 신경을 쓰지 않아도 된다는 점이 매력이었다. 그 덕분에 한동안 공랭식 엔진은 소형 대중차 설계의 기본 요소처럼 자리를 잡았다. 폭스바겐(Volkswagen)은 현대적 앞바퀴굴림 모델인 파사트와 골프를 내놓기 전까지 만든 승용차들은 물론, 해외 현지 모델에는 1980년대, 현지 생산 모델에는 2003년까지도 공랭식 엔진을 썼다. 심지어 1960년대에는 제너럴모터스(General motors)도 폭스바겐 비틀에 자극받아 공랭식 엔진을 얹은 쉐보레 콜베어를 내놓을 정도였다. 포르쉐(Porsche)는 첫 양산 스포츠카인 356을 시작으로 대표 모델 911에 오랫동안 공랭식 엔진을 썼다. 배출가스 규제의 영향으로 1996년에 내놓은 996 시리즈부터는 수랭식 엔진을 쓰기 시작했지만, 마지막 공랭식 911인 993의 가장 강력한 모델인 GT2에서는 당시 배출가스 기준을 충족하면서도 최대 450마력의 출력을 냈다. 993 GT2와 더불어 포르쉐 양산차의 공랭식 엔진 시대는 1998년에 끝났다. 혼다(Honda)는 창업차 혼다 소이치로(本田 宗一郎)의 철학 때문에 공랭식 엔진의 극과 극을 보여주는 차들을 만들었다. 한편으로는 소형 대중차에 올라갈 작고 가벼운 것을 만들면서, 다른 한편으로는 포뮬러 원(F1) 경주차에 쓸 고성능 엔진 개발에도 열을 올렸던 것이다. 혼다는 다른 일본 업체들보다 오랫동안 공랭식 엔진을 고집했다. 그런 가운데 1969년에 소형차 시장으로 진출하며 야심차게 내놓은 1300에 올라간 1.3L 엔진은 혼다의 승용차용 공랭식 엔진 가운데 가장 발전된 기술이 들어갔지만 혼다의 공랭식 엔진 시대에 마침표를 찍는 결과를 낳았다. 시장에서의 실패와 환경 규제 등이 복합적으로 작용한 결과였다.[3]
수랭식 엔진은 자동차처럼 물로 엔진을 식히는 방식이다. 엔진 내부에 냉각수가 지나는 수로가 실린더를 감싸고 있는데, 마치 옷을 입은 듯하다 해서 워터재킷이라고 부른다. 공랭식과는 비교할 수 없을 정도로 냉각성능이 좋지만 구조가 복잡하고, 라디에이터나 냉각수 펌프 같은 부가적인 장비가 조합되어야 하기 때문에 무거우면서 고장의 확률도 공랭식에 비해 높다. 그리고 수랭식 엔진의 표면 굴곡을 좌우로 나누어 봤을 때 한쪽이 도드라지게 밋밋하다면 캠체인이 위치하고 있는 것으로 사이드 캠체인 방식임을 뜻한다. 만약 양쪽의 모양이 같다면 캠체인이 가운데 위치하고 있는 것으로 이는 센터 캠체인 방식이라고 한다.[4]
참고자료[편집]
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