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10기통
10기통이란 실린더가 10개인 엔진을 말한다. 양산형 기준으로는 보통 5L대 이상이며 4L, F1 엔진으로 주로 쓰이는 3L대, 그리고 2L 대의 10기통 엔진도 존재한다. 2019년 중순에 포드(Ford)의 트라이튼 V10 엔진이 신형 V8 7.3L OHV 엔진으로 대체되면서 단종됨에 따라, 2021년 기준 양산차량용 엔진으로 생산되는 제품은 아우디(Audi) R8과 람보르기니(Lamborghini) 우라칸(Huracan)에 얹히는 람보르기니 V10 엔진이 유일하다.[1]
목차
개요[편집]
10기통 엔진은 8기통 엔진이나 12기통 엔진 보다도 흔치 않은 형태의 엔진이다. 자동차 역사 상 V10 엔진을 실은 양산차는 V8이나 V12에 비해 현저히 적다. V10은 구조 상의 한계로 인해 V8이나 V12에 비해 개발비용이 크게 상승하는 반면, 성능 면에서 두 엔진을 압도하지는 못하기 때문에 상업적인 측면에서 여러가지 불리한 요소들이 많았다. 이 때문에 자동차 제조사들은 V10엔진의 개발에 소극적이었다. 하지만 2000년대 들어 V10의 입지가 크게 바뀌게 된다. 새로운 천 년을 맞은 이 시기는 세계 경제가 호황에 있었고, 자동차 관련 규제가 강력하지 않았다. 그렇기에, 규모와 기술력이 받쳐주는 자동차 제조사들은 신세기를 맞아, 자사의 기술력을 과시할 필요가 있었다. 이에 그들은 과거의 8기통과 12기통과는 다른, 새로운 형태의 엔진을 찾기 시작했고 이 때 가장 주목 받은 것이 바로 V10 엔진이었다. 여기에 1992년부터 포뮬러원(Formula 1)의 엔진 규정이 V10 엔진으로 변경된 이래, F1에 참가하는 제조사들은 좋든싫든 V10의 개발 역량을 충분히 확보해둔 상태였다는 점도 한 몫을 했다고 볼 수 있다. 이와 같은 요건들이 맞물려서 V10은 엔진은 새로운 시대의 고성능을 상징하는 최첨단의 엔진으로 각광받았다. 하지만 오늘날 V10 엔진은 멸종 직전이나 다름없는 상황이다. 기후위기에 대한 경각심이 고조되면서 세계 각국의 환경규제는 강화일변도로 흘러갔고, 다운사이징의 기조 확산, V8에 비해 경제적이지 못한 등의 문제로 인해, V10 엔진은 그나마 각광받고 있었던 고성능 자동차 분야에서도 외면 받기 시작했다. 하지만 V10 엔진은 V8이나 V12과는 다른, 매력으로 자동차 애호가들 사이에서 특별하게 여겨지기도 한다.[2]
역사[편집]
과거의 직렬 10기통 엔진은 거의 자동차에는 쓰여지지 않고 배, 탱크 등 큰 마력이 필요한 이동수단에 사용되었다. 대표적인 예로는 '만(MAN) B&W 2스트로크' 선박의 디젤엔진은 5만 8600의 마력을 내재하고 있었다. 또한 수평대항 10기통의 경우 독일군의 주력 탱크 '레오파드1'을 예로 들 수 있다. 이 탱크는 37400cc의 엔진으로 830의 마력을 내었다. 과거 포르쉐(Porsche) 스포츠카에도 10기통 엔진이 활용된 바가 있었다. 이는 카레라 GT(Carrera GT))의 V10엔진이다. 전 세계에서 1270대만이 생산되었다. 이 차는 미국 F1 1992년 F1팀 풋웍에 엔진을 제공하기 위해 만들어졌다. 하지만 당시 풋웍은 혼다(Honda)의 V10과 파트너쉽을 체결하게 되고, 이 엔진은 르망 24시간 내구 레이스를 위한 엔진으로 고려되었다. 이후에 2004년이 되어서야 시판화가 결정됐다. 5.7리터로 612마력을 발휘했으나 2006년 미국의 법규 규정이 개정되며 단종을 선언했다. 그리고 나서 닷지 바이퍼의 SRT가 출시된다. 당시 V8이 아니면 아무리 출력이 뛰어나도 고성능으로 주목받을 수 없는 미국 시장에서 V10 머슬카의 등장은 대중의 이목을 끌기에 충분했다. 차의 이미지는 AC코브라로부터 제공받고 엔진은 닷지의 모기업 크라이슬러(Chrysler) 트럭에서 제공받았다. 본래 트럭은 저속 토크를 중시하기 때문에 그 세팅을 그대로 스포츠카에 적용할 수도 없을 뿐더러 트럭용 엔진은 경량화보다는 생산비용 절감 측면에 초점을 두고 구축했기에 무게가 상당했다. 그렇기에 당시 크라이슬러의 산하에 있던 람보르기니(Lamborghini)의 도움으로 하여금 엔진 구조를 개조 받았다. 그리고 이 기술을 이용하여 바이퍼의 엔진을 실은 닷지 램 SRT-10 트럭을 발명했다. 당시 미국의 세그먼트 시장에서 가장 인기 있었던 품목은 세단도 쿠페도 아니며, 미니밴도 컨버터블도 아니었다. 픽업트럭이 가장 판매량이 많았다. 차량 판매량의 1, 2 위를 픽업트럭이 차지하고 3위에는 캠리(Camry)가 자리했다. 1, 2위와의 차이 또한 상당했다. 그만큼 인기 있는 차종이었던 픽업트럭의 최상위 옵션이 V10 엔진을 기반으로 구축한 SRT-10이었다. 그리고 나서 비엠더블유(BMW)가 M5를 출시하게 된다. 이는 8250rpm까지 소화하며 514마력을 낸다. 400마력과 풀파워의 500마력을 나누어 상황에 맞게 사용할 수 있다는 특징이 있다. 승차감이 안정적이라는 호평이 자자했다.[3]
엔진[편집]
V10 엔진은 실린더가 공통 크랭크 샤프트 주위에 V 구성으로 배열된 10기통 피스톤 엔진이다. V10 엔진은 V8 및 V12 엔진보다 훨씬 덜 일반적이다. 1965년부터 여러 V10 디젤엔진이 생산되었으며, 도로 차량용 V10 가솔린 엔진은 1991년 닷지(Dodge) 바이퍼(Viper)가 출시되면서 처음으로 생산되었다.[4] V10 엔진은 여러 고성능 모델이나 고급 차에서 볼 수 있는데 대표적으로 닷지 바이퍼와 람보르기니(Lamborghini) 우라칸(Huracan)과 아우디(Audi) R8이 있다. V10 구성은 완벽한 엔진 밸런스를 가지지 못하고 있다. 불균형 로킹 커플은 5기통 직렬 엔진으로 작동하는 각 실린더 뱅크에 의해 발생하기 때문이다. 그렇기 때문에 밸런스 샤프트는 때때로 V10 엔진의 진동을 줄이기 위해 사용한다, 실제로 V10 엔진이 밸런스 샤프트의 유무 여부가 엔진 진동에 있어서 극단적인 두 면모를 보인다. 밸런스 샤프트가 없을 때에는 단기통 보다도 심각한 진동의 문제가 있으나, 밸런스 샤프트가 있다면 엔진 중 가장 진동 문제가 적은 V12와 대등한 수준의 저진동을 확보할 수 있다. 밸런스 샤프트와 V10의 조합이 우수하기 때문에 0.1%의 출력이라도 더 확보하려는 레이스카에 있어서는 출력 저하는 치명적임에도 불구하고, F1 레이스카에 장착되는 엔진조차도 V10 엔진들은 대부분 밸런스 샤프트가 적용되어있다. 물론 메르세데스-벤츠(Mercedes-Benz)와 비엠더블유(BMW), 포르쉐(Porsche)에서도 10기통 엔진을 만든 적이 있으며 폭스바겐 계열사도 아우디의 V10 엔진을 람보르기니도 이용하는데 일부 아시아권과 개발도상국을 제외한 자동차 브랜드들은 10기통 엔진 라인 기술을 보유하고 있다. 토요타(Toyota)도 렉서스(Lexus) LFA로 V10 보유에 성공했고, 혼다(Honda)도 프로토타입이었지만 NSX에 장착할 V10 엔진을 만든 바 있었다. 배기량이나 실린더가 늘어날수록 그만큼 엔진 내부 부속에 의한 저항이 높아지기 때문에 마력을 올리기 위해선 투자 비용이 상당히 올라가게 되고. 그만큼 차량의 가격도 올라간다. 대한민국은 아직 10기통 엔진을 출시한 바는 없으며 다운사이징의 추세를 따라 비엠더블유나 아우디 등지에서도 10기통 자연 흡기 엔진을 8기통 터보로 관심을 전환하는 추세이기도 하다. 디젤에도 V10 엔진이 존재하는데 VR 엔진 등 다양한 기능을 갖춘 엔진을 만들어내는 폭스바겐(Volkswagen) 투아렉(Touareg)에 쓰이고, 세단인 페이톤(Phaeton)에도 탑재됐었다. 계열사인 아우디에는 V12 디젤 엔진을 얹은 Q7 V12 TDI가 존재했다. 버스나 트럭, 트랙터 같은 상용차에도 V10 엔진이 적용되었으나 이제는 보기 힘들다. V8 엔진도 보기 힘들고 대부분 6기통 엔진이다. 또한, 이륜차에도 V10 엔진을 적용한 사례가 있었다. 닷지 바이퍼의 엔진을 사용한 닷지 토마호크(Tomahawk)라는 이륜차였다. 이는 이론 최속이 400 mph(약 640km/h)이다.[1]
디젤[편집]
최초로 알려진 V10 디젤엔진 중 하나는 1936년 부슈 줄처(Busch-Sulzer) ICRR 9201 프로토타입 기관차에 사용되었으며, 이 중 세 가지 사례가 미국에서 생산되었다.
- 1965년~1984년 레오파드1 장갑차는 MTU MB 838 CaM 500 37.4 L (2,282 cu in) V10 디젤엔진으로 구동되었다.
- 1983년에 출시된 타트라(Tatra) 815 트럭은 15.8 L (964 cu in) V10 엔진과 함께 사용할 수 있었다.
- 폭스바겐 V10 TDI는 폭스바겐 페이톤 고급 세단 및 폭스바겐 투아렉 SUV에 사용하기 위해 2002년~2010년에 생산된 터보차저 V10 엔진이다.
- 다임러-벤츠는 1970년대~1980년대에 메르세데스-벤츠 및 네오플란(Neoplan) 버스 차종의 V10 디젤엔진 모델 3종 (OM403, OM423 및 OM443)을 생산했다.
- 4개의 일본 상용차 제조업체 이스즈(Isuzu), 히노자동차(Hino Motors), 미쓰비시후소(Mitsubishi Fuso) 및 닛산(Nissan)은 1970년~2000년대에 대형트럭과 코치용 V10 디젤엔진을 생산했다.[5]
가솔린[편집]
V10 엔진은 V8 엔진 및 V12 엔진보다 덜 일반적이지만 여러 고급차, 스포츠카 및 상용차에 사용되었다. 1987년 람보르기니 P140에는 초기 V10 가솔린 엔진이 사용되었지만 프로토타입 스포츠카는 생산에 도달하지 못하였다. 모터레이싱으로 설계된 최초의 알려진 V10 엔진 중 하나는 1986년 알파로메오(Alfa Romeo)가 제작한 3.5 L (214 cu in) 프로토타입 포뮬러원 엔진이었다.[6] 가장 널리 사용되는 V10 엔진은 포뮬러 원 레이싱이었다. 1988년 이후 터보차저 엔진 사용이 금지된 이후 최초의 V10 포뮬러원 자동차는 1989년 맥라렌 MP4/5 및 윌리엄스(Williams) FW12였다. 1996년에는 배기량이 3.5에서 3.0 L로 감소한 후 1996년 시즌까지 대부분의 팀에서 V10 엔진을 사용했다. V10은 V8의 낮은 무게와 V12의 높은 출력 사이에서 가장 좋은 절충안으로 보인다. 르노(Renault) F1은 2002년과 2003년에 더 평평한 110도 각도를 사용했지만 엔진이 두 번의 레이스 주말 동안 지속되어야 한다는 규칙 변경에 따라 더 일반적인 72도로 되돌아갔다. 규칙에 대한 추가 변경으로, V10은 2.4 리터 V8을 선호하여 2006년 포뮬러원 시즌부터 금지되었다. 스포츠카 경주에서 최초의 V10 엔진은 1990년 포뮬러원 시즌의 마지막 두 번의 레이스에서 푸조 905에 의해 사용되었다. 그 뒤를 이어 1991년 시즌 동안 여러 팀이 사용하는 주드(Judd) GV10 엔진과 시즌 마지막 레이스에서 데뷔한 토요타 TS010이 이어졌다. 아우디 R15 TDI는 터보 차저 디젤 V10 엔진을 사용하여 2009년과 2010년 다양한 내구 레이스에 출전한 르망 프로토타입(LMP) 레이싱카였다. 2010년 아우디 R15 TDI는 르망 24시의 현재 거리 기록을 경신하였다.
대표 모델[편집]
람보르기니 V10[편집]
람보르기니(Lamborghini) V10 엔진은 2021년 기준 세계 자동차 시장에서 유일하게 살아 남은 V10 엔진이다. 이 엔진은 람보르기니의 주도 하에, 독일 아우디(Audi)가 협력하는 형태로 개발이 이루어졌으며, 이른 바 '베이비 람보르기니'로 만들어진 가야르도(Gallardo)의 심장으로 처음 세상에 모습을 드러냈다. 이 엔진은 가야르도 뿐만 아니라, 가야르도의 후속 차종인 우라칸에서도 사용 중인 엔진이며, 아우디 R8, 아우디 S6 및 RS6 등에도 사용된 바 있다.[2]
닷지 바이퍼 V10[편집]
쉐보레 코르벳(Chevrolet Corvette)과 함께, 아메리칸 스포츠카를 상징하는 이름이었던 닷지(Dodge) 바이퍼(Viper)는 그 거대한 V10 심장으로 유명했다. 바이퍼의 V10 엔진은 자사의 램(Ram) 픽업트럭에 사용하기 위해 만들어진 크라이슬러(Chrysler) LA계열 엔진을 설계기반으로 하고 있다. 바이퍼 V10엔진은 101.6mm의 실린더 보어(내경)와 98.6mm의 스트로크를 가진 10개의 실린더를 가져, 8.0리터에 달하는 거대한 총배기량을 가졌다. 이 엔진은 지속적으로 개량을 거치며, SRT 디비전으로 분사되고 난 이후에도 SRT 바이퍼에 꾸준히 사용되었다. 바이퍼 엔진은 닷지 바이퍼 시절이었던 초도 사양에서는 406마력의 최고출력을 낼 수 있었다. 하지만 최후의 SRT 바이퍼에 사용된 최종 사양에 이르러서는 654마력까지 출력이 지속적으로 상승했다. 배기량 또한 초도 사양에서는 8.0리터였지만 성능개선이 이어지는 과정에서 8.4리터까지 상승했다.[2]
비엠더블유 S85[편집]
비엠더블유(BMW)의 양산차들 중에 V10 엔진을 사용한 차종은 M5와 M6 2종 뿐이다. 이 두 차종에 탑재된 엔진은 5.0리터(4,999cc)의 총배기량을 갖는 뱅크각 90도의 V10 엔진으로, 자연흡기 방식에, DOHC 밸브트레인과 진보된 듀얼바노스 가변밸브타이밍 기구를 적용하여 500마력에 달하는 최고출력을 자랑했다. 비엠더블유 역사 상 처음이자 마지막 V10인 S85엔진은 2007년 등장한 M3(E92)의 설계 기반이 되기도 했다. M3의 4.4리터 V8 엔진은 바로 이 엔진에서 실린더 2기를 제거한 형태로 만들어졌다.[2]
렉서스 1LR-GUE[편집]
렉서스(Lexus)의 슈퍼카, LFA에 탑재되는 엔진 또한 V10 엔진이다. 이 엔진은 토요타(Toyota)와 야마하모터(Yamaha Motor)가 공동으로 개발한 엔진으로, 이들이 동원할 수 있는 첨단기술의 집약체라고 할 수 있다. 총 배기량 4.8리터(4,805cc), 뱅크각 72도의 협각 V10 레리아웃으로 설계된 1LR-GUE엔진은 당대의 고성능 V8 엔진 대비 더 작은 크기와 더불어 V12 자연흡기 엔진에 준하는 성능을 뿜어냈다. 엔진 윤활은 통상의 웨트 섬프(Wet-Sump) 방식 대신 드라이 섬프(Dry-Sump)방식을 사용한다. 여기에 12.0:1에 이르는 고압축비와 함께, 토요타의 각종 손실저감 기술이 총동원되어, 560마력/8,700rpm의 최고출력과 48.9kg.m/7,000rpm에 달하는 최대토크를 냈다. 또한, 응답성을 최우선으로 설계한 덕분에, 아이들링 상태에서 레드라인인 9,000rpm까지 회전수가 상승하는 데에는 불과 0.6초 밖에 걸리지 않았다.[2]
폭스바겐 V10 TDI[편집]
독일 폭스바겐(Volkswagen)에서는 고급 자동차 전용으로 개발한 V10 디젤 엔진, 'V10 TDI'를 선보인 바 있다. 실린더 보어 81.0mm, 피스톤 스트로크 95.5mm의 실린더 10기가 90도 뱅크각으로 마주보게 설계된 이 엔진은 4,921cc의 총배기량을 갖는다. 5리터급에 육박하는 총배기량을 갖는 이 디젤 V10 엔진은 사양에 따라 313~351마력의 막강한 최고출력과 더불어 76.4~86.6kg.m에 달하는 막대한 최대토크를 뿜어냈다. 이 막강한 위력의 디젤 V10 엔진은 폭스바겐의 최고급 세단 페이톤(Phaeton)과 고급 SUV 투아렉(Touareg)에 사용되었다. 그 중에서도 이 엔진을 얹은 투아렉 V10 TDI 모델은 에어버스 A380의 등장 이전까지 세계에서 가장 큰 여객기로 손꼽혔던 '점보', 보잉 747을 견인하는 괴력을 선보이면서 유명세를 탔다.[2]
F10형 엔진[편집]
F10형 엔진은 중앙 크랭크축 양쪽에 실린더 5개가 위치해 있는 플랫 10기통 엔진으로, 실제 양산된 F10 엔진은 없다. 1960년대 초에 쉐보레가 쉐보레 터보 에어 6의 플랫6 엔진을 교체하기 위한 모듈 엔진 제품군의 중단 프로그램의 일환으로 여러 개의 플랫10 엔진을 개발하였다. 이 개발 프로그램은 실린더가 2개에서 12개 사이인 플랫 플레인(평판) 엔진을 조사하기 위함이었으며, F10 엔진은 P-10 또는 팬케이크 엔진으로도 알려졌다. 이 프로그램은 1964년형 쉐보레 콜베어용 엔진으로 개발하기 위한 것이었지만, F10 엔진은 실험 차량인 1962년형 임팔라에 프로토타입 격으로 장착되었다.[1]
각주[편집]
참고자료[편집]
- 〈V10 엔진〉, 《위키백과》
- 〈다기통 엔진〉, 《위키백과》
- 〈10기통〉, 《나무위키》
- 〈Alfa V10 164 Pro Car〉, 《VeloceToday.com》, 2007-10-24
- 마른모, 〈10기통 엔진의 모든 것〉, 《네이버 블로그》, 2010-03-29
- 〈8기통과 12기통 사이, 그 치명적인 매력 - 세계의 V10 엔진들〉, 《모토야》, 2021-01-25
같이 보기[편집]
