다기통

다기통(Multi Cylinder)은 2기통 이상을 말하는 것으로, 자동차에서는 8기통을 넘을 때 다기통이라고 한다.

개요

다기통 엔진은 여러 실린더를 갖춘 왕복 내연기관이다. 멀티실린더 엔진(multi-cylinder engine)이라고도 불린다. 2행정 또는 4행정 기관일 수 있으며, 또 디젤 또는 불꽃 점화 방식일 수 있다. 피스톤의 움직임에 의해 동력이 발생하는 실린더와 크랭크축은 다양한 방법으로 구성할 수 있다. 다기통 엔진은 단기통 엔진보다 수많은 장점이 있는데, 엔진이 작동하는 중에 일치하는 메커니즘을 반대 방향으로 움직임으로써 주로 불균형 완화 기능을 갖추고 있다. 다기통 엔진은 또한 동등한 배기의 단기통 엔진보다 더 높은 분당 회전수(RPM)를 보여줄 수 있다. 이는 2가지 이유에 기인하는데 첫째로, 피스톤의 행정(stroke)이 감소한다. 이로써 피스톤이 각 크랭크축의 회전마다 왔다 돌아오는데 필요한 거리를 감소시키므로 주어진 RPM에 대해 피스톤 속도에 제한을 둔다. 둘째로, 다기통 엔진의 경우 피스톤 질량이 감소한다. 이는 더 높은 RPM에서 내부 부품에 들어가는 스트레스를 줄여준다. 그러나 8기통 이상의 엔진은 흔치 않다. 설계와 생산도 까다롭고, 충분한 성능을 얻기 위해서는 개발 노하우도 중요하기 때문이다. 근본적으로 워낙 부품이 많이 쓰이기 때문에 값이 비쌀 수밖에 없는데, 그처럼 값비싼 엔진을 쓸 수 있는 럭셔리 카의 수요는 지극히 적다. 그래서 많은 업체가 과거에 개발한 다기통 대배기량 엔진을 꾸준히 개선하며 명맥을 이어 왔다. 최근에는 그조차도 배출가스와 연비에 관한 규제에 대응하기 어려워 점차 사라지는 추세다.

구성

8기통

8기통은 총 8개의 피스톤이 공통 크랭크축에 동력을 공급하면서 크랭크실에서 마운트된 실린더가 있는 8기통 V 구성 엔진이다. 6기통은 대중 브랜드에서도 흔히 찾아볼 수 있지만 8기통부터는 본격적인 럭셔리카 혹은 최고급 스포츠카의 전유물로 여겨지는 영역이다. 대중적으로 흔히 알려진 스포츠카는 대부분 8기통 이상의 엔진을 탑재한 경우가 많다. 6기통 엔진의 경우 일렬로 배치하는 경우도 있지만 8기통부터는 일렬로 배치하면 엔진의 길이가 너무 길어져 차체에 들어가기 어려워지기 때문에 부피를 줄이기 위해 필연적으로 V형 배치를 하게 된다. 크기를 줄이기 위한 고민의 결과로 일부 제조사의 경우 V형 4기통 2개를 옆으로 붙인 W형 8기통이나 수평대향 8기통 등 독특한 구성의 엔진을 선보였다. 8기통 엔진은 각 실린더가 적정 수준의 힘을 내기 위해서 일반적으로 4,000cc 이상의 배기량을 가지고 있는데 배기량에 어울리는 큰 힘이 있어야 하는 대형차와 고성능차에 주로 탑재된다.

10기통

10기통은 실린더가 10개인 엔진을 의미한다. 8기통 엔진이나 12기통 엔진 ㄷ보다도 흔치 않은 형태의 엔진이다. 자동차 역사상 10기통 엔진을 실은 양산차는 8기통 엔진과 12기통 엔진에 비해 현저히 적다. 또한 개발비용이 크게 상승하는 반면, 성능 면에서 두 엔진을 압도하지는 못하기 때문에 상업적인 측면에서 여러 가지 불리한 요소들이 많았다. 10기통 엔진은 여러 고성능 모델이나 고급차에서 볼 수 있는데 대표적으로 닷지 바이퍼와 람보르기니(Lamborghini) 우라칸 및 아우디(Audi) R8을 볼 수 있다. 밸런스 샤프트 하나에 극단적인 얼굴을 내보이는 것으로 유명한데, 없을 때는 심각한 진동의 문제가 있지만 밸런스 샤프트 하나로 12기통과 비슷할 정도의 저진동을 확보할 수 있다.

12기통

12기통은 실린더가 12개 있는 엔진을 의미한다. 12기통 엔진들은 대개 5ℓ 후반대부터 시작하고 최고급차와 슈퍼카 및 하이퍼카에 탑재된다. 12기통의 역사는 상당히 오래되었고, 2차 세계대전 이전 자동차 엔진은 8기통이 대중적인 엔진이었고 12기통도 조금 비싼 엔진이었다. 2차 세계대전 후 경제부흥과 그에 따라 늘어난 레이싱 대회와 자동차 메이커 그리고 폭발적으로 늘어난 과학기술에 힘입어, 12기통은 고급 승용차와 스포츠카에 안착했다.

16기통

16기통은 엔진 실린더가 16개로 이루어진 엔진이다. 자동차 역사상 처음으로 16기통 엔진을 얹은 차가 등장한 시점은 상황이 썩 좋지 않았다. 고급차 시장이 한창 달아올랐을 때 개발이 시작된 16기통 엔진은 1929년 대공황으로 미국 경제가 파탄에 이른 직후 시장에 나왔다. 판매는 여의치 않았고 최고로 16기통 엔진을 개발한 마몬은 1933년 고급차 생산을 접었다. 캐딜락(Cadillac)은 16기통 모델을 1940년까지 소수 생산했지만, 제2차 세계대전 이후 사라졌고 최상위 모델도 8기통 엔진만 썼다. 승용차와 거리가 먼 존재였던 16기통 엔진은 1980년대 후반부터 1990년대 초반까지 자동차 마니아에게 주목을 받았던 치제타-모로더 V 16T를 통해 다시 모습을 드러냈다. 여러 브랜드가 16기통 부활을 시도했다. 그러나 상징성만으로 수요와 비용에 대한 부담을 이기지 못해 양산으로 이어지지 못했다. 현재 16기통 엔진 승용차를 생산하는 브랜드는 부가티(Bugatti)가 유일하다.

18기통

18기통은 실린더가 18개인 엔진이다. 18기통 엔진은 16기통 엔진보다 사용된 예가 적다. 그중 하나가 1920년~1930년대 히스파노-수이자(Hispano-Suiza)의 항공기에 사용된 사례이다. 일반적으로 V형, 수평대향 등 형식으로 존재하지 않는다. 포뮬러 1의 스쿠데리아 페라리에서도 1967년에 사용할 수 있을 것인지 확인하기 위해 프로토타입 3L W3 엔진을 제작한 적이 있다.

20기통

20기통은 실린더가 20개 설치된 엔진으로 각 10개의 실린더로 구성된 2개의 뱅크를 크랭크축을 중심으로 V형으로 배치한 V20형 엔진으로 만들어진다. 이런 대형 디젤 V20 엔진은 주로 디젤 기관차, 광산용 대형트럭, 발전기 및 선박 추진 용도로 사용한다.

참고자료

• 〈다기통 엔진〉, 《위키백과》
• 〈V8 엔진〉, 《위키백과》
• 〈10기통〉, 《나무위키》
• 〈12기통〉, 《나무위키》
• 〈18기통〉, 《나무위키》
• 〈20기통〉, 《나무위키》
• 〈알쓸차식 #16: 기통으로 살펴보는 엔진 이야기〉, 《기아 공식 블로그》, 2020-02-14
• 류청희 칼럼니스트, 〈(류청희의 젠틀맨 드라이버)몰아치듯 달리던 8기통… 61년만에 역사속으로〉, 《동아일보》, 2020-06-19
• 모토야, 〈8기통과 12기통 사이, 그 치명적인 매력 - 세계의 V10 엔진들〉, 《모토야》, 2021-01-25
• 오토헤럴드, 〈(전동화 시대 남겨야할 유산 #8) 16기통 파워트레인 '품위와 욕망의 상징'〉, 《네이버 포스트》, 2021-09-15

같이 보기

• 실린더
• 8기통
• 10기통
• 12기통

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