안녕하세요.

이번에도 시간 짬 날때 잠시 재미없는 자동차 얘기나 좀 풀어 놓고 갈까 합니다.

요 얼마전에 에어필터에 관한 글이 하나 올라와서.. 기본적인 상식에 대해서 얘기를 해보겠습니다.

- 글을 본격적으로 쓰기에 앞서.. 전 자동차 엔지니어링에 대해 전공을 한 사람이 아니고, 엔지니어링에 관련해 현 업계에 있는사람도 아니기때문에, 다른 짱공 회원분들과의 이견 차이가 있을수도 있으며, 제 지식이 100% 맞다는 보장도 없다는점. 미리 말씀드립니다.;

저번 글이 엔진의 구조 형식에 관련된 얘기였다면, 이번엔 자동차 엔진 자체에 대해 얘기해보겠습니다.

엔진이란..기본적으로 연료 (휘발유,경유, 바이오에탄올 등등..;)을 폭발시켜서 (혹은 산화시켜서) 생긴 에너지

(정확히는 가스가 팽창하면서 생기는 힘)을 회전운동으로 바꿔주는 기계입니다. 그리고 보통

엔진 출력에 관련된 튜닝은 연료, 산소, 배기가스, 압축.  이 4가지의 요소를 가지고 노는것만으로 이루어집니다.

( 하드코어하게 들어가면야, 이 4가지 외의 것들을 가지고도 많은것들을 건드리게됩니다만, 기초 설명이니 넘어갑니다.)

가령.. 많은분들이 관심을 가지고 계시는 과급기들은 이들중 산소와 가장 관련이 깊고,

배기튜닝은 배기가스와 가장 관련이 깊겠죠..

엔진이라는것은 사람 몸과 똑같아서, 큰 힘을 내려면 많이 먹고, 많이 싸줘야(?)합니다.

여기서 음식물 섭취와 관련된건 연료와 산소, 싸는건 배기가스에 해당하고.. 압축........은.. 소화과정 정도라고 보시는게

이해가 편하겠네요..

4행정 엔진은 아시다시피 흡기 -> 압축 -> 폭발 -> 배기 의 순서로 작동합니다.

그리고 폭발은 연료와 산소가 반응해서 생기는것이구요. 즉.. 출력을 높히려면, 이 폭발이 더 효율적으로 일어나도록 해줘야 한다는것이겠죠.

이때 중요한게.. 한번에 들어가는 연료와 산소의 양 입니다. 물론 연료가 산소에 비해 너무 많으면, 폭발후에도 산소와 반응하지 못한 연료가 남을태고, 반대로 산소가 너무 많아도, 연료와 반응하지 못한 산소가 남을태니..둘의 밸런스는 아주 잘 맞아야 하겠습니다. 또한.. 폭발 바로 직전에 연료와 산소의 혼합 기체가 얼만큼 강하게 압축이 되냐도 아주 영향을 크게 줍니다. 압축이 많이 되면 될 수록 폭발시 가스 팽창이 크게 일어나기때문에 결과적으론 출력 상승에 크게 영향을 주게 됩니다.

자.. 지루한 얘기들은 다 집어치우고.. 그나마 더 흥미있는 얘기를 해보도록 하겠습니다.

보통 출력을 높히기 위해 많은 사람들이 가장 처음 손대는것이 흡기와 배기입니다.

위에서 말씀드린것처럼 기본적으로 연료와 산소가 많아야 폭발이 크게 일어나기때문에 출력상승에 유리합니다.

문제는.. 연료야.. 많이 뿜어주면 그만이지만, 산소(공기)는 많이 넣고싶다고 넣어지는게 아닌지라..

튜닝. 이라는것이 필요해지는거죠. (물론 연료도 어느정도 레벨 이상 넘어가면 연료 인젝터를 대용량으로 바꿔줘야합니다.)

그래서 나온게 흡기 튜닝파츠들입니다. 크게 N/A방식과 과급방식으로 나뉘게 됩니다.

N/A.(natural aspiration)란. 자연흡기방식을 말합니다. 억지로 공기를 밀어넣는게 아니라, 엔진이 작동하는 과정 내에서

생기는 기압차이를 이용해 공기를 집어 넣는 방식이죠. N/A방식의 차량의 흡기튜닝은 공기가 빨려들어갈때

생기는 저항을 줄이는 방식으로밖엔 효율을 높힐 수 가 없습니다. 대부분의 저항은 에어필터에서 생기기때문에

가장 흔한방식은 에어필터를 더 효과적인 제품으로 바꿔주는것이고.. 그외엔 에어필터에서부터 엔진까지

연결해주는 관을 짧게 해줘서 더 쉽게 빨려들어가게 하는것. 그리고 마지막으로 더 차가운 공기(즉 산소 밀도가 조금이라도 더 높은 공기)를 빨아들일 수 있게 에어필터의 위치를 조정해주는 것 정도뿐이 없습니다. 기본 상식대로 생각해봐도

아주 극적인 효과를 주는 방식의 튜닝은 아닙니다.

과급방식은.. N/A방식과는 반대로, 억지로 터빈(팬)을 돌려 엔진에 강제적으로 더 많은 공기를 밀어 넣는 방식입니다.

터빈을 돌리는데에도 어쨋거나 에너지라는게 필요한데.. 엔진에서 나오는 힘을 이용해서 터빈을 돌리는 방식을

슈퍼차져, 배기가스가 엔진에서 밀려나오는 힘을 재활용해서 터빈을 돌리는 방식을 터보차져라고합니다.

(여담이지만 요즘은 터빈을 전기모터로 돌리는 방식을 개발중이라고합니다.)

N/A방식에 비해 엄청나게 많은 양의 공기를 억지로 밀어 넣을수 있기때문에 출력이 엄청나게 증가하지만

그만큼 과급기(슈퍼차져 혹은 터보차져)를 장착하는데 필요한 부수적인 부품들도 많고, 억지로 너무 많은 양의 공기를 밀어넣으려다보니 엔진의 전체적인 내구성에도 무리를 주게됩니다. (물론 처음부터 과급방식을 염두에 두고 설계된 엔진은 제외합니다.)

터보차져와 슈퍼차져에 대한설명은..차후에 따로 이 부분만 설명하도록 하겠습니다.

자. 이제 잔뜩 먹었으니 효율적으로 배출해줄 차례입니다.

엔진 내부에서 연료가 폭발하면서 생긴 가스를 배기가스라고 부르는데요.. 새로운 혼합기(연료+산소)가 다시 엔진 안으로 들어오려면, 배기가스를 효율적으로 빠르게 엔진 밖으로 배출되어야 합니다. 근데 문제는.. 배기가스라는게 엄청난 속도로 팽창을 한 가스이기때문에, 그대로 밖으로 나오면 엄청난 소리를 낸다는것입니다. 마치 총 소리처럼요. 아.. 물론

배기 가스 자체가 엄청난 양의 공해물질을 동반하고 있다는것도 문제구요. 그래서 자동차에는 배기시스템이라는게 존재하는데. 이 배기시스템은 배기가스가 배출되면서 생기는 배기음을 줄여주고, 공해물질도 어느정도 걸러주는데에 목적이 있습니다. 물론 효율적인 배기 시스템은 이 모든걸 만족시키면서도 배기가스를 빠르게 배출해주어야겠지요.

(조금더 복잡하게 들어가면 어느정도의 배기압력을 생성해주는것도 목적이 됩니다만 여기선 패스하겠습니다.)

보통 일반적으로 순정 배기시스템은, 배기 효율보단, 배기음을 줄여주고, 공해물질을 잘 걸러주는데만 집중하기때문에

배기 효율면에 있어선 그다지 좋지못합니다. 그래서 배기 시스템도 교환을 하는게 엔진 튜닝의 기초중 하나라고 사람들이 얘기를 하는거구요.

또한.. 일반적인 배기 시스템은 무지하게 무겁기때문에,(배기시스템이 생각보다 부피가 큽니다..;) 배기 효율 뿐만아니라

차체 전체의 경량화에 일조를 하기 위해서 배기시스템을 교체하기도 합니다.

이 두가지 튜닝이 끝나면.. 마지막으로 해주어야 할 것이 있는데요. 바로 ECU 플러싱입니다.

ECU란건, 차 내부에 있는 컴퓨터같은겁니다. 엔진 내부에 산소가 이만큼 들어갔으니 연료를 이만큼 분사 해주어야겠다.

라는걸 계산해주는 아주 똑똑한 놈인데요.. (물론 그외에 수없이 많은 계산작업을 합니다.)

이놈에게 '허파가 더 커졌어. 목구멍이 더 커졌어, X을 더 많이 쌀수있어(!?)' 라는걸 알려주지 않으면

이놈은 튜닝하기 전만큼의 연료밖에 분사해주지 않기때문에 출력상승에 전혀 보탬이 되지 않는 상태가 발생합니다.

(운이 안좋으면 심지어는 출력이 떨어지는 경우도 생깁니다.)

그래서 이놈에게 새로운 정보를 알려주는 작업을 ECU플러싱이라고합니다. 칩튠 이라고도 하고 ECU튜닝이라고도 부릅니다.

자. 위의 3가지 작업을 마치면 엔진 출력에 관련해 가장 기초적인 '효율' 부분을 개선했다고 얘기할 수 있습니다.

과연 여기까지 하는데 돈이 얼마가 드는걸까요?  그리고 출력은 얼마나 올라가는것일까요?

돈이야.. 어떤 차에 어떤 메이커의 어떤 파츠를 달았냐에따라 천차만별이지만 그냥 봐도 얼추 100만원은 우습게 느껴질만큼 돈이 들어가겠죠.

출력 상승이요?

실망 엄청 하시겠지만.......... N/A엔진은 이거 다 해봐야 엔진 출력은 5~10% 정도밖에 안일어납니다. 즉.. 200마력짜리

차에 저거 다 해봐야 10~20마력정도밖에 안올라간다는건데............ 20마력이면..... 아주 미미하게 출력상승을 느낄정도..

라고 보시면 되겠습니다. 보통 '오..빨라졌다' 라고 느끼려면 적어도 30~40마력은 올라가야되니.. 실질적으로

체감할만큼은 죽어도 안올라간다................ 고 보시면 되겠습니다.

아. 물론.. 도로 법규에 안맞을만큼 과도한 흡배기 튜닝은 그보단 출력상승이 더 크지만.. 공도에선 어림도 없으니 넘어가겠습니다.

자. 여기서 슈퍼차져나 터보차져들을 튜닝하는사람들이 좋아하는 이유를 아시게 되실겁니다.

이 과급기를 장착한 차량들은 기본적인 흡배기를 조금만 해줘도 적게는 20%에서 크게는 40%까지 상승하게 됩니다.

강제로 밀어넣어주다보니 흡기나 배기효율이 조금만 더 좋아져도 더 억지로 밀어넣어도 괜찮은 여건을 조성해주기때문에

더 적극적인 과급이 가능해지기때문입니다. 가령 예를들어.. 수입 차량들중 엔트리모델 격에 속하는 VW Golf GTI의 경우

흡배기 없이 심지어 ECU만 해줘도 30마력 이상의 출력 상승을 보여줍니다. 거기에 흡배기 튠이 더해지면 출력은 더 증가하지요.

가끔 인터넷 뉴스에 뜨는 '1000마력짜리 람보르기니' 의 기사는 전부 이 과급기를 장착하고 어마어마하게 돈을 바른

차량들이라고 보시면 되겠습니다.

이제 어느정도 엔진 튜닝에 대한 이해가 좀 가시려나 모르겠네요..

물론 흡배기 튜닝이 단순 출력 상승만을 위해서 이용되는건 아닙니다.

감성 튜닝이라는게 있고, 자기만족이라는게 있고, 자기 개성표출이라는게 있으니까요.

...

하지만 제 개인적인 생각으론 자기만족이고 개성표출이고 감성튜닝이고 간에

'적어도 이게 뭘해서 뭐가 어떻게 되서 뭐가 어떻게 좋아지는지'에 대한 이해는 하고

파츠를 교체하고 장착해야하는게 아닌가 싶습니다.

짬내서 두서없이 써내려가기 시작했더니..

역시나 오늘도 기준없는 주제에, 말도 안되는 문법적 오류에, 내용의 허술함까지 두루 갖춘 

뻘글이 되었네요..;..

그나마 긴 글 읽으시면서 덜 지루해 하시라고 이해를 돕기 위해 사진이라도 좀 달아봅니다...하하;