꿈의 기술이라 생각한 5밸브 엔진은 왜 사라졌는가

꿈의 기술이라 생각한 5밸브 엔진은 왜 사라졌는가

연소의 해석할 수 있게 된 결과, 효율이 나쁨이 드러났습니다

 현대 엔진은 대부분 1기통당 4밸브를 사용하고 있더군요.

흡기 밸브가 2개 배기 밸브가 2개라는 구성으로,

이는 가솔린 엔진도 디젤 엔진도 마찬가지입니다.

원래 흡기 밸브 1개 배기 밸브 1개였던 2밸브의 구성부터

4밸브로 진화한 하나의 이유는 더 많은 공기를 넣기 때문입니다.

 엔진은 마신 공기의 양 이상의 일이 못 합니다

그래서 흡기 밸브를 늘리고,

밸브 면적을 키우는 것이 흡입 공기량을 늘린다는 것이 목적입니다.

 그런 의미가 있고, 5밸브 엔진에서는

흡기 밸브를 1개 늘리고 3개로 한 것이 일반적입니다.

그러나 브가티 EB110처럼 배기 밸브를 3개로 한 5밸브도 있었습니다.

이것은 터보 엔진에 터보차저로 가는 배기 가스 흐름을 컨트롤하는 목적이 있었습니다.

 자동차용으로는 1989년에 미쓰비시가 세계 최초로 양산화하고있습니다만,

5밸브 엔진 업체로 유명한 것은

야마하에서 그 기술을 사용한 도요타의 4A-G가 유명한 5밸브 엔진입니다.

페라리도 F355에서 5밸브를 사용하고 VW,

아우디 그룹도 스포츠 엔진을 5밸브로 하고 있었습니다.

그러나 현재 5밸브 엔진은 완전히 사라지고 있습니다.

그 이유는 연소실의 형상과, 흡입 효율이 나쁨,

그리고 밸브계의 마찰 손실의 크기입니다.

연소실의 형태는 연소 효율에 직결합니다.

하나의 이상은 반 타원형의 공의 돔형 연소실에서

표면적이 최소가 되므로 열이 달아나지 않습니다.

 2밸브에서는 문제 없지만 4밸브에서는 밸브 지름이 클 수 없습니다.

그래서 표면적과 밸브 지름의 균형에서

삼각 지붕 같은 펜트 루프형 연소실로대부분 되어 있습니다.

5밸브에서 밸브 지름을 확보하려 하자

울룩불룩 다구형의 연소실이 되어 연소 효율이 악화되어 버립니다.

 또 흡입 밸브를 2편에서 3개로 하면, 흡기구가 옆에 넓게 되어 버리고

흡기 저항이 늘어나거나 특정 회전 영역에서 난류가 발생합니다.

그 결과 흡입 효율이 나빠집니다.

더 최신 엔진 밸브 기구에서는 스윙 암을 통해서 저항을 저감하는 것이 상식화되고 있는데

5밸브에서 스윙 팔을 쓸 공간 면에서 난제입니다.

 동력이라는 것은 연소이라는 아날로그인 반응을 이용하므로, 그동안은 장인의 감 같은 것,

우수한 엔지니어의 통찰력 같은 것이 의외의 큰 어드밴티지를 만들어 냈습니다.

그러나 그 연소를 컴퓨터로 해석할 수 있게 된 현대에서는 화면 안에서 결과가 보이게 되었습니다.

어디까지나 물리 원리 원칙대로 만들어 내는 것이 중요한 상태입니다.

그것이 5밸브 엔진이 과거의 것이 되어 버린 큰 요인이라고 생각합니다