차란 무엇인가 - 엔진(Engine) 편 Ⅱ

차란 무엇인가 - 엔진 (Engine) 편 Ⅱ

지난 시간엔 엔진의 작동원이와 역사, 종류에 대해서 알아보았습니다. 이번 시간에는 연소방식에 따라 엔진을 어떻게 분류 하는지와 내연기관 엔진의 미래에대해서 간략하게 이야기 해보도록 하려고 합니다.

목차

• 연소 방식에 따른 분류
• 엔진의 미래
• 엔진 이야기를 마치며

연소 방식에 따른 분류

엔진은 현재 다양한 형태로 존재합니다. 분류해 보자면 가솔린 엔진과 디젤 엔진, LPG 엔진, 하이브리드 엔진이 있습니다. 하지만 연소 방식으로 분류해 보자면 기본적으로 가솔린 엔진과 LPG 엔진, 가솔린 하이브리드 엔진은 엔진 자체의 연소 방식은 가솔린 엔진의 점화 플러그로 착화하는 연소 방식과 거의 다르지 않습니다.

그 때문에 연소 방식으로 분류한다면 가솔린 엔진의 점화 방식, 디젤 엔진의 압축 착화 방식으로 볼 수 있을 것입니다.

점화 방식(가솔린 엔진) : 가솔린과 공기를 실린더 내부에서 압축한 후, 점화 플러그를 통해서 불꽃을 일으켜서 연소시키는 방식으로 주로 승용차에서 많이 사용되고, 높은 회전수와 엔진의 응답이 빠른 것이 장점입니다.

원본 이미지 출처: Ton1 / Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0) 편집 및 수정: [차알] 출처: [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:PetrolDirectInjectionBMW.JPG]

압축 착화 방식(디젤 엔진) : 공기를 흡입하고 실린더 내부를 고압으로 압축합니다. 이때 실린더 내부의 공기가 굉장히 뜨거워지는데 이때 연료를 고압으로 분사해서 자연적으로 불을 붙입니다. 이것을 압축 착화방식이라고 하고 이를 이용하는 것이 디젤 엔진입니다. 높은 토크와 연비가 특징이어서 주로 건설장비나 버스 같은 곳에서 많이 사용됩니다.

원본 이미지 출처: Ra Boe / Wikipedia, " OM 352.jpg " (CC BY-SA 3.0 DE) 편집 및 수정: [차알] 출처: [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:OM_352.jpg]

엔진의 미래

최근에는 엔진이 전기 모터로 많이 대체 되고 있습니다. 그래서 엔진을 대체 하고 있는 기술에 대해서 간단하게 알아보겠습니다.

전기차와 연료전지차(FCEV, Fuel Cell Electric Vehicle)

전기차와 연료전지차가 있습니다. 전기차는 다들 아시다시피, 전기 모터와 배터리로 움직이는 차량입니다. 최근 내연기관 엔진의 대체로 전기차가 많이 생산되고 있고, 앞으론 전기차의 시대가 올 것이라고도 하죠. 그리고 연료전지차는 흔히 말하는 수소차입니다. 전기차와는 다르게 충전시간이 빠르고 역시 친환경적이어서, 기대감이 있지만 차량 가격이 비싸고, 수소충전소가 많지 않아 그게 단점으로 작용하고 있죠.

하이브리드와 플러그인 하이브리드(PHEV, Plug-in Hybrid Electric Vehicle)

전기차가 충전의 시간과 충전소의 문제들로 사용자들에게 불편함을 주다 보니 현재는 하이브리드가 강세가 되었습니다. 내연기관의 장점을 모두 가지고 있으면서도 환경에 영향을 덜 주기 때문에 사람들에게 아주 인기가 높습니다. 플러그인 하이브리드의 경우 전기차처럼 충전을 해야 하기에 불편함이 존재해서 인기가 조금 낮지만, 일반 하이브리드의 경우에는 현재 하이브리드 파워트레인이 없으면 차가 안 팔릴 정도로 인기가 높습니다. 내연기관 엔진은 이제 점점 시대적 힘을 잃어가고 있습니다. 친환경이 대세가 되면서 환경 오염의 주범으로 지목받고 있는 내연기관 엔진은 하이브리드 엔진과 전기 모터로 대체 되고 있죠.

e-Fuel(Electricity-based fuel)

하지만 한가지 대안으로 내연기관을 유지할 수 있는 방법도 모색되고 있습니다. 바로 e-Fuel입니다. e-Fuel은 재생 에너지를 활용하여 전기를 생산하고, 물을 전기 분해해서 수소를 얻습니다. 그리고 대기 중의 CO2를 포집하여 이렇게 얻어진 수소와 이산화탄소를 합성 연료로 만들어 내는 기술이 연구되고 있는 것이죠. 물론 이것이 개발된다고 해도 최고급 슈퍼카에나 사용이 될 것이고 대부분의 대중 차량은 전기차로 전환될 것이라는 의견도 분명히 있지만, 그래도 이것이 개발된다면, 기존의 내연기관을 친환경으로 이용할 수 있는 길이 열리게 되고 그렇게 되면 아마도 엔진은 역사의 뒤안길로 사라지지 않을 수도 있을 것입니다.

엔진 이야기를 마치며

자동차 역사 100여 년간 엔진은 끊임없이 발전해왔습니다. 조금 더 멀리 가기 위해, 조금 더 빨리 가기 위해서 수많은 자동차 엔지니어들이 끊임없는 연구를 해왔죠. 덕분에 지금의 기술에까지 와있고, 우리는 그 기술을 이용하고 있습니다. 친환경이 대세가 되면서 입지를 잃어가는 엔진. e-Fuel 같은 기존의 엔진을 친환경적으로 이용할 수 있는 방법들이 다양하게 모색되어서 100년의 역사가 빛을 잃어버리지 않을 수 있다면 좋겠습니다.

사진은 위키피디아에서 가져왔습니다.

차란 무엇인가 – 엔진(Engine) 편 Ⅰ

엔진의 뼈대 – 엔진 블록(Engine Block)