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8기통
8기통(Straight-eight engine)은 엔진 실린더가 8개 달린 엔진을 의미한다. 8기통 엔진은 고급차와 고성능 슈퍼카 엔진의 시작점이다.
목차
개요[편집]
8기통은 엔진 실린더가 8개 달린 엔진으로, 힘과 여유의 상징이다. 대부분의 자동차 엔진은 피스톤이 왕복 운동을 하며 만들어내는 힘을 회전 운동으로 바꾸는 방식으로 움직인다. 피스톤이 왕복하며 힘을 만들어내는 공간을 실린더라고 하며, 실린더의 개수를 다른 말로 표현하면 기통이다. 엔진이 가지는 연소실 수에 따라 4기통, 6기통 등의 이름으로 불린다. 현재의 자동차는 모두 다기통 엔진이지만 최초의 자동차는 연소실이 하나로, 단기통이었다. 최초의 내연기관 자동차인 메르세데스-벤츠(Mercedes-Benz)의 페이턴트 모터바겐(Patent Motorwagen) 모델은 954cc 배기량의 연소실 하나로 굴러가는 자동차였다. 1~2개의 연소실을 가진 단기통 혹은 2기통 엔진은 자동차에서 이제는 찾아볼 수 없지만, 독특한 진동과 토크감 때문에 모터사이클에서는 아직도 사용되고 있다. 8기통부터는 본격적인 럭셔리카 혹은 최고급 스포츠카의 전유물로 여겨졌고, 많은 자동차 제조사 중 V8 엔진을 가지지 못한 곳도 제법 있기 때문에 8기통 엔진은 제조사의 역량을 드러내는 증표가 되었다. 6기통 엔진의 경우 일렬로 배치하는 경우도 있지만 8기통부터는 일렬로 배치하면 엔진의 길이가 너무 길어져 차체에 들어가기 어려워져서 부피를 줄이기 위해 필연적으로 V형 배치를 하게 된다. 일부 제조사의 경우 크기를 줄이기 위해 V형 4기통 엔진 2개를 옆으로 붙인 W형 8기통 엔진이나 수평대향 8기통 엔진 등 독특한 구성의 엔진을 선보였다. 8기통 엔진은 각 실린더가 적정 수준의 힘을 내기 위해서 일반적으로 4,000cc 이상의 배기량을 가지고 있고, 배기량에 어울리는 큰 힘이 있어야 하는 대형차와 고성능 차에 주로 탑재되고 있다.[1]
구조[편집]
8기통 엔진은 가솔린과 디젤, 양쪽 모두에 존재하고 있고, 구조는 실린더를 V형으로 정렬하여 결합한 엔진으로 실린더가 8개로 구성되어 있다. 실린더가 8개 이상 존재하고 있는 직렬 형의 엔진은 크랭크 샤프트의 비틀림 강성을 높이기 어려워지게 되며, 자동차에 탑재할 때 많은 제약이 따르게 된다. 이러한 문제 때문에 크랭크 샤프트와 엔진의 길이를 단축하거나, 실린더를 배분하여 설계된 엔진이 널리 사용되고 있다.[2]
종류[편집]
V8[편집]
V8은 직렬 4기통 실린더 2세트가 V자처럼 배치되어 있는 엔진이다. V8 엔진은 1901년 프랑스에서 직렬 4기통의 엔진의 기통 수를 6개로 늘리려고 여러 가지 시도했으나, 결국 크랭크 샤프트가 길어져 엔진이 원활하게 작동하지 않았다. 그러나, 직렬 4기통은 문제가 없었기에, 직렬 4기통 엔진 2개를 합쳐보는 시도를 하게 되었고, 이후 엔진이 원활하게 작동하는 것을 확인하고 V8 엔진을 만들게 되었다. 자원이 풍부한 미국에서는 오래전부터 다양한 차들에 V8 엔진을 사용해 왔다. 미국은 V8 엔진을 처음 개발하지는 않았으나 세계 최초로 양산을 시작한 국가이다. 20세기 초 개발된 V8 엔진은 항공기와 고속정에 먼저 얹은 뒤 자동차에도 탑재되기 시작했다. 당시 새로운 V8 엔진보다 기술적 숙성도가 높은 직렬 6기통 엔진이 고급 승용차에 좀 더 적합하여 롤스로이스(Rolls-Royce Motor Cars Limited)의 경우 V8 엔진이 사용된 차를 극소수만 만들고 직렬 6기통으로 회귀했다. 반면 캐딜락(Cadillac)은 1914년 사이드 밸브 방식의 V8 5.4L 엔진을 생산하기 시작해 첫해에 1만 3,000대가량을 판매했고, 이후 캐딜락은 V8 엔진을 대표하는 차량이 되었다.[3]
- 장단점
V8 엔진의 장점은 우선 정숙성이 뛰어나다. 정숙성이 높은 이유는, 기통 수가 많아짐에 따라 엔진에서 나오는 소리가 고음으로 변하기 때문이다. 고음은 저음보다 상쇄되기 쉬운 특성이 있어서, V8 엔진의 정숙성은 다른 엔진에 비해 우수하다. 이러한 정숙성이 높은 장점 덕분에 조용하고 쾌적한 운전을 할 수 있다. 또, V8 엔진은 크랭크 샤프트가 짧고 비틀림 진동이 적다. 진동이 적고 승차감이 좋아 대형 승용차에 주로 사용되고 있으며 편안한 운전을 즐길 수 있다. 정숙성이나 진동이 적은 것 이외에도 배기량이 많다. 배기량이 높은 V8 엔진은 고출력을 낼 수 있으며, 직렬 엔진과 비교했을 때 출력 면에서 비교할 수 없을 정도의 차이를 보여주고 있다. 반면, 단점으로는 무게가 무겁다. 차량의 무게가 있어서 주행에 지장을 초래하고, 특히 스티어링에 다소 영향을 미친다. 오버 스티어 경향의 차량은 운동 에너지가 커져 스핀이 발생할 확률이 높아지고, 언더 스티어 경향의 차량도 코스에서 이탈할 가능성이 커진다. 또한, 부품이 많고, 구조가 복잡하여 만일 고장이 나게 되면 높은 수리 비용과 유지보수에 들어가는 시간이 많아진다.
- 비교
V8 엔진 외에도 V12 엔진도 존재하지만, 그런데도 V8 엔진을 사용하는 이유는 비용과 무게, 이산화탄소 배출량 등 환경적 측면에서 우수하기 때문이다. 페라리(Ferrari)의 엔진은 원래 V12 엔진을 사용했지만, 시간이 지남에 따라 기술이 발전하게 되어 V8 엔진에서도 대등한 수준의 높은 출력을 낼 수 있게 되었고 V8 엔진이 주류로 자리 잡게 되었다. 또한, V6 엔진과 비교했을 때, 스포츠카에 더 많이 탑재되는 이유는 배기량 때문이다. 배기량을 증가시키려면 기통 수를 늘려야 하기에, V6 엔진보다는 V8 엔진에서 많이 사용되고 있다.[2]
F1[편집]
F1 엔진의 가장 유명한 엔진은 코스워스 DFV이다. 1960년대부터 1980년대까지 수많은 팀에 공급되어 155번의 우승을 차지한 V8 엔진이다. 코스워스(Cosworth)는 1958년 마이크 코스틴(Mike Costin)과 키스 더크워스(Keith Duckworth)에 의해 창립된 회사로, 원래는 엔진 튜너로 시작했지만 직접 엔진을 설계하여 다양한 기업에 수출했다. 초창기에는 주로 1.0~2.0L의 4기통 엔진을 만들었지만, 1960년대 중반 기존 1.5L에서 3.0L의 자연흡기 엔진이 들어오면서 F1용 V8 3.0L 엔진 개발을 시작했다. 이렇게 완성된 엔진은 Double Four Valve의 이니셜을 따 DFV로 불렀고, 이름 그대로 더블 오버헤드 캠샤프트(Double Overhead Camshaft, DOHC) 32 밸브에 뱅크각 90°, 보어 85.7mm, 스트로크 64.9mm로 배기량은 2,993cc였다. 최초의 사양은 최고 출력 408마력, 9,000rpm에 최대 토크 33.8kg·m/8,500rpm였지만, 이후 점차 개량되어 최종적으로는 500마력 이상도 가능했다. 밸브 협각을 좁힌 팬트루프형 연소실로 고압축비에 연소속도가 높았고, 실린더 내 와류를 활용해 충전 효과를 향상함으로써 고출력과 연비를 양립시켰다. 하지만, F1 엔진은 2014년부터 V8 자연흡기 엔진에서 V6 터보 엔진으로 바꾸면서, 배기가스와 연료 소모를 줄였고, 성능 격차와 비용 부담을 줄이기 위해 2018년부터 F1 엔진의 규정이 새롭게 바뀐다.[3]
8기통 수평 엔진[편집]
8기통 수평 엔진(Flat-eight engine)은 수평 대향 8기통 엔진이라고도 하며, 중앙 크랭크 샤프트의 각 측면에 4개의 실린더가 있는 8기통 피스톤 엔진이다. 각 쌍의 대향 실린더가 동시에 안쪽과 바깥쪽으로 움직이는 박서 구성을 사용하는 8기통 수평 엔진을 박서 8엔진이라고 한다. 8기통 수평 엔진은 V8 엔진보다 덜 일반적이지만 1960년대까지 다양한 포르쉐(Porsche)의 레이싱카를 포함하여 자동차, 항공기 및 선박 엔진에 사용되었다. 최초의 8기통 수평 엔진 중 하나는 1904년 버퓸(Buffum)의 G 그레이하운드 레이싱 카로, 미국에서 제작하여 8기통 직렬 엔진을 사용했다. 유렵에서도 최초의 V8 엔진이 등장했으며, 몇몇 레이싱 카는 2개의 인라인-4 엔진과 커스텀 크랭크 샤프트를 기반으로 하는 맞춤형 8개 엔진을 사용했다. 포르쉐는 1960년대 내내 다양한 레이싱 카에 8기통 수평 엔진을 사용했다. 최초의 포르쉐 8기통 수평 엔진은 타입 753이었다. 1.5L 배기량 제한이 발표된 후 작업이 시작되어, 이 엔진에는 샤프트 구동 이중 오버헤드 캠축, 2피스 마그네슘 크랭크 케이스 주조, 8개의 개별 핀 실린더 배럴, 9개의 메인 베어링으로 작동하는 솔리드 크랭크 축 및 루카스 전자 점화가 포함된다. 포르쉐는 F8 엔진을 장착한 로드카를 생산하지 않았지만 1960년대 후반과 1970년대 초반에 이러한 엔진의 프로토타입(prototype)이 제작되었다. 이 기간에 포르쉐는 폭스바겐의 의뢰를 받아 폭스바겐 비틀을 대체하는 프로젝트 EA266을 개발했고, 수냉식 4기통 직렬 엔진에 의해 구동되었으며, 실린더는 수평 방향으로 향한 뒷좌석 조수석 아래에 세로로 장착되었다. 그러나 프로젝트 EA266은 폭스바겐에 의해 취소되었다.[4]
주요 모델[편집]
람보르기니[편집]
람보르기니(Automobili-Lamborghini S.p.A, Lamborghini)는 2017년 12월 4일 최초 스포츠 유틸리티 자동차(sport utility vehicle, SUV)로 우루스(Urus)를 공개했다. 우루스는 고성능 차로서 람보르기니 라인업에 완벽하게 추가됐으며, 꾸준한 연구와 열정적인 기술 개발이 집약된 8기통 차량이다. 우루스의 명칭은 람보르기니의 오랜 전통에 따라 황소의 이름에서 유래됐으며, 오로크스(Aurochs)로도 알려진 우루스는 큰 야생 소의 한 종이다. 엔진은 4.0L 8기통 트윈 터보 엔진을 탑재해 6,000rpm에서 650마력의 힘을 발휘하고, 최대 분당 회전수는 6,800rpm이며, 2,250rpm에서 850Nm의 최대 토크를 발휘한다. 리터 당 162.7마력을 내뿜는 우루스는 동급 최고의 힘을 자랑하며, 무게 당 마력 비는 3.38kg/hp이다. 또한, 람보르기니 차량에 트윈 터보 엔진이 탑재된 것은 최초이며, 차체의 낮은 위치에 탑재돼 차량의 무게 중심을 최적화했다. 특히 높은 토크와 낮은 엔진 회전수를 필요로 하는 오프로드 환경에서는 트윈 터보 엔진이 최적의 엔진 반응력과 효율성을 제공하도록 설계됐다. 정지 상태에서 시속 100km/h에 이르는 데는 3.6초, 시속 200km/h에 이르는 데는 12.8초가 소요되며 안전 최고속도는 305km/h이다. 시속 100km/h에서 정지까지 33.7m로, 뛰어난 제동 성능 또한 갖추고 있다. 배기 흐름은 두 개로 분리돼 배기가스 흐름의 교차 간섭은 사라지고, 실린더 점화 시퀀스는 한층 더 보완됐다. 더블 오버헤드 캠축과 가변 밸브 타이밍 시스템과 함께 새로운 실린더-라이너 기술은 중량을 감소시킬 뿐만 아니라, 8-실린더 엔진과 실린더 비활성화 시스템은 연료 소모량을 감소시켜 엔진의 효율성과 차량의 균형을 이뤘다. 우루스는 도시에서 일상적인 운전과 장거리 여행에서 최상의 편안함을, 도로와 트랙에서 슈퍼 스포츠카의 긴장감 넘치는 퍼포먼스를 선사하며, 오프로드 환경에서도 뛰어난 주행 능력을 선사했다. 강력한 파워와 화려함을 동시에 지니면서도 운전자와 동승자 모두가 즐길 수 있는 슈퍼 스포츠카의 역동성을 갖췄다.[5]
포르쉐[편집]
포르쉐는 2020년 4월 쿠페형 SUV 모델 포르쉐 카이엔 쿠페 GTS(Porsche Cayenne Coupe GTS)를 출시했다. GTS 라인은 일반 모델보다 훨씬 더 날렵한 디자인을 가지고 있고, 4.0L 트윈 터보 V8 엔진을 적용하여 453마력에 63.3 kg·m 토크 출력을 내며 자동 8단 변속기를 조합된다. 0-100km/h 가속 시간은 기본 모델이 4.8초, 스포츠 크로노 패키지 옵션을 선택하면 4.5초이고, 최고속도는 270km/h이다. 주행 상태와 상황에 맞게 능동적으로 차체 움직임을 최소화하는 액티브 서스펜션 메니지먼트 시스템이 향상되어 이제는 새로운 에어서스펜션과 함께 작동하여, 차체를 최대 20mm까지 낮출 수 있고, 고속 영역에서도 흔들림 없이 나아간다. 또한, 브레이크 기능도 향상되어, 앞 디스크 로터 크기를 390㎜까지 키우고, 21인치 휠을 꽉 채우는 빨간색 브레이크 캘리퍼를 추가했다. 스포츠와 고급의 모습이 적절히 조화된 GTS 라인은 그 어떤 상황에서도 운전자의 의도를 읽어내고 반응한다.[6]
메르세데스-벤츠[편집]
메르세데스-벤츠(Mercedes-Benz) G바겐의 최고성능 버전인 메르세데스-AMG G63(Mercedes-AMG G63) 모델은 8기통 4.0L 가솔린 바이터보 엔진을 사용한다. AMG G바겐은 대배기량 엔진과 온로드용 고성능 타이어를 사용하여, 제로백 4.5초를 기록한다. 공기저항 계수는 Cd 0.55로, 대부분 Cd 0.30 안팎의 SUV와 비교했을 때 매우 높다. 하지만, AMG G63은 복합연비 5.7 km/L에 불과하고 이산화탄소 배출량 319g/km에 달한다. 따라, 환경적인 문제로 2024년까지 AMG G63 모델을 단종하고, 대체할 모델로 순수 전기 파워트레인을 얹은 EQG를 선보일 전망이다.[7]
폭스바겐[편집]
폭스바겐(Volkswagen)은 2020년 8월 20일 신형 투아렉 TDI(Touareg TDI)를 국내 공식 출시하고 본격적인 판매를 시작한다. 투아렉은 폭스바겐 역사상 국내 판매 중인 SUV 모델 중 가장 강력한 토크를 자랑하며, 4.0L V8 엔진을 장착해 최고 출력 421마력, 최대 토크 91.8kg.m의 동력 성능을 선보인다. 기존 3.0 TDI 모델은 최고 출력 286마력, 최대 토크 61.2kg.m로 6.1초의 제로백을 지원했지만, 이번 모델에서는 상시 사륜구동 시스템과 8단 자동 변속기도 조합돼 제로백도 스포츠카 수준인 4.9초를 기록했다. 폭스바겐의 최첨단 기술력을 담아, 주행 상태에 따른 높이 조절이 가능한 차세대 에어서스펜션, 차세대 안티 롤바, 전륜과 후륜이 모두 조향 되는 올 휠 스티어링이 기본 탑재된다. 특히 올 휠 스티어링 시스템은 저속에서 투아렉의 회전 반경을 소형차 수준으로 줄여주며, 고속 주행에서는 안정적인 차로 변경이 가능하다. 이외에도, 사고 위험을 줄여주는 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)도 탑재되어, 충돌 위험이 감지되면 안전띠를 조이고 열려 있던 창문과 선루프를 닫는 프로액티브 탑승자 보호 시스템, 주변 보행자를 감지하고 충돌이 예상되는 경우 경고와 함께 제동 보조 혹은 긴급 제동을 하는 보행자 모니터링 시스템 등의 차세대 능동형 안전 시스템의 모든 기능이 기본 적용됐다. 투아렉 TDI는 강력한 힘과 부드러운 주행 감각을 지닌 8기통 디젤 엔진의 진가를 즐길 수 있는 모델이다.[8]
벤틀리[편집]
벤틀리(Bentley)는 2019년 10월 컨티넨탈 GT V8(Continental GT V8) 모델을 선보였다. 6.0W 12 TSI 터보 엔진이 장착된 12기통 모델에 비해서는 부족하지만, 12기통에 적용되는 옵션들의 대부분을 8기통 모델에 포함된다. 4.0 V8 트윈 터보 엔진을 탑재하여 최고 출력 550마력, 최대토크 78.5kg.m, 제로백 4.0초, 최고속도 318km/h를 발휘한다. 컨티넨탈 GT 모델은 적절한 조건에서 4개의 실린더의 작동을 차단하는 기능을 도입하여 연비 향상을 이루고 있다. 이 시스템은 0.2초 만에 이루어지기 때문에 운전자가 전혀 알 수 없고 운전 성능에서도 손실이 생기지 않는다. 또한, 아날로그 방식과 첨단 기술을 포함한 디지털 방식이 공존하며 3단 회전 방식의 벤틀리 로테이팅 디스플레이도 옵션으로 추가됐다. 다이아몬드 널링 패키지, 시티 패키지, 프런트 시트 컴포트 패키지 등의 옵션을 선택하여 최첨단 럭셔리카를 만들 수 있다.[9]
마세라티[편집]
마세라티(Maserati)는 2020년 8월 10일 마세라티 르반떼 트로페오(Maserati levante trofeo), 콰트로포르테 트로페오(Maserati quattroporte trofeo), 기블리 트로페오(Maserati ghibli trofeo)를 공개했고, 2021년 7월 28일 국내에 출시됐다. 마세라티 라인업 중 가장 강력한 성능을 발휘하는 모델에는 트로페오(Trofeo)라는 이름이 붙는다. 페라리 공장에서 만들어지는 8기통 엔진을 바탕으로 V8 3.8L 트윈 터보 엔진을 활용해 590마력과 74.8 kgf.m의 토크의 강력한 성능을 발휘한다. 3가지 트로페오 모델은 각각 이탈리아를 상징하는 전용 색상으로, 콰트로포르테는 녹색을, 르반떼는 흰색, 기블리는 붉은색을 띠는 트로페오 전용 색상으로 마감된다. 기블리 트로페오는 르반떼 트로페오처럼 엔진 후드에 추가적인 공기배출구가 추가되어 열 배출 성능을 높였고, 휠은 기블리와 콰트로포르테 트로페오가 21인치 휠이, 르반떼 트로페오는 22인치 크기가 장착된다. 엔진은 르반떼 트로페오와 동일하게 페라리 공장에서 생산되는 V8 3.8L 트윈 터보 사양이다. 하지만 르반떼와 달리 기블리와 콰트로포르테에는 후륜구동 방식으로 탑재돼 최고 출력은 10마력 낮은 580마력, 최대토크는 74.5 kgf.m로 미미하게 축소됐다. 기블리와 콰트로포르테 트로페오는 최고속도 326km/h까지 도달 가능하며, 르반떼 트로페오의 최고속도는 302km/h에 이른다. 기블리와 콰트로포르테 트로페오의 이러한 최고속도는 마세라티 세단 역사상 가장 빠른 속도에 해당한다.[10]
각주[편집]
- ↑ 〈알쓸차식 #16: 기통으로 살펴보는 엔진 이야기〉, 《기아 공식 블로그》, 2020-02-14
- ↑ 2.0 2.1 카앤조이 reze2010, 〈V8엔진이란? V형 8기통 엔진의 특징과 장단점에 대해서 알아봅니다!〉, 《티스토리》, 2016-11-13
- ↑ 3.0 3.1 지리산불곰, 〈8기통, V8 엔진 이야기.〉, 《네이버 블로그》, 2016-11-20
- ↑ 〈8기통 수평 엔진〉, 《위키백과》
- ↑ 조창현 기자, 〈람보르기니 최초의 SUV ‘우루스’ 8기통 650마력으로 출시〉, 《더드라이브》, 2017-12-06
- ↑ carbike, 〈8기통 460마력! 포르쉐 카이엔 쿠페 GTS 공개.〉, 《네이버 포스트》, 2020-06-14
- ↑ 로드테스트, 〈메르세데스-벤츠 '8기통 G바겐' 역사 속으로… 전기 G클래스로 대체한다!〉, 《네이버 포스트》, 2021-08-23
- ↑ 오세성 기자, 〈폭스바겐의 '마지막 8기통 디젤 SUV' 투아렉 V8 TDI 상륙〉, 《한경닷컴》, 2020-08-20
- ↑ 오토딜리버, 〈2020 벤틀리 컨티넨탈 GT V8 경이로울 정도!〉, 《네이버 블로그》, 2019-12-31
- ↑ 김선웅 기자, 〈마세라티, 콰트로포르테 & 기블리 & 르반떼 트로페오 공개〉, 《오토뷰》, 2020-08-11
참고자료[편집]
- 〈알쓸차식 #16: 기통으로 살펴보는 엔진 이야기〉, 《기아 공식 블로그》, 2020-02-14
- 카앤조이 reze2010, 〈V8엔진이란? V형 8기통 엔진의 특징과 장단점에 대해서 알아봅니다!〉, 《티스토리》, 2016-11-13
- 조창현 기자, 〈람보르기니 최초의 SUV ‘우루스’ 8기통 650마력으로 출시〉, 《더드라이브》, 2017-12-06
- carbike, 〈8기통 460마력! 포르쉐 카이엔 쿠페 GTS 공개.〉, 《네이버 포스트》, 2020-06-14
- 로드테스트, 〈메르세데스-벤츠 '8기통 G바겐' 역사 속으로… 전기 G클래스로 대체한다!〉, 《네이버 포스트》, 2021-08-23
- 오세성 기자, 〈폭스바겐의 '마지막 8기통 디젤 SUV' 투아렉 V8 TDI 상륙〉, 《한경닷컴》, 2020-08-20
- 오토딜리버, 〈2020 벤틀리 컨티넨탈 GT V8 경이로울 정도!〉, 《네이버 블로그》, 2019-12-31
- 지리산불곰, 〈8기통, V8 엔진 이야기.〉, 《네이버 블로그》, 2016-11-20
- 김선웅 기자, 〈마세라티, 콰트로포르테 & 기블리 & 르반떼 트로페오 공개〉, 《오토뷰》, 2020-08-11
- 〈8기통 수평 엔진〉, 《위키백과》
같이 보기[편집]
