사라져 가는 기술과 이를 대체 하는 신기술



 파워트레인, 밸브트레인, 드라이브트레인 등등. 자동차 용어를 보다 보면 무슨 무슨 트레인이라는 단어가 많이 등장합니다


 '트레인이라뇨? 자동차에 기차가 달려 있나요?' 


처음 자동차 회사 들어왔을 때 이런 질문을 하니 멘토 (보통 사수라고 하죠. 과장이나 고참 대리 정도 됩니다.) 가 껄걸 웃더군요

출처 : www.ecomagination.com



 그러면서 '그게 아니고, 엔진의 회전전달하는 기계 장치들에게 붙는 이름이지.' 라는 답을 들을 수 있었습니다


 사전에도 기차나 훈련이라는 이미 이외에 일련의 연속적인 사건, 행동들이라는 의미도 가지고 있더라구요.


 즉, 파워트레인은 엔진과 이를 전달하는 변속기의 조합, 

 밸브트레인은 밸브와 밸브에 동력을 전달하는 구조물의 조합을 지징하는 단어였습니다

 드라이브트레인은 변속기와 바퀴 사이의 동력 전달 장치를 통틀어 부르는 단어였구요.



출처 : www.jeepforum.com


 

 그런데 최근 기술발전에 의해 트레인이라는 단어들이 사라지기 시작했습니다


 전기차가 대표적인데요. 아직은 과도기인지라 거리에 많지 않습니다만, 하이브리드 자동차로 시작한 대체 에너지 시장이 점점 커지면서 조금씩 엔진을 잠식해 가고 있는 중입니다.


 구동을 필요한 구성품이 없어지면서, 슬슬 파워'트레인'이 아니라 파워'팩'이나 파워'유닛'이라는 단어가 더 적당한 시대가 성큼 다가오게 된 것입니다.


출처 : www.autoevolution.com



 그 변화의 전조를 엔진 내부에서 찾을 수도 있는데요. 모든 액츄에이터들이 기계식이 아닌 전자식으로 바뀌어 가는 중입니다.


 엑츄에이터라. 뭔가 또 심오한 단어가 나왔군요 간단히 이야기 하면 피스톤과 같은 가동 부품을 잃컫는 용어입니다


엔진 내부에는 연료, 냉각수, 배기가스등 수많은 액체와 기체가 돌아다니는데


 이들의 통로를 열고 닫기 위해 예전에는 엔진의 힘을 빌어오는 (공압) 방식을 차용했다면, 최근 개발되는 모든 차는 이들을 전기적으로 제어하는 방식을 사용하는 중이지요.

 



출처 : en.wikipedia.org



 솔레노이드라 불리우는 (별거 아닙니다. 전자석입니다. ) 장치를 사용해 전기적인 신호로 이들을 컨트롤 합니다. 그렇게 고급 기술은 아니어서 보편적으로 사용된다고 보시면 됩니다.

 

 위의 변화를 1세대 라고 보면, 근래는 예전에 손대지 못했던 부품들 조차 전자제어로 넘어가면서 다음 세대로 넘어가는 중입니다. 이전에 포스팅한 바이터보 (혹은 하이브리드 터보 - 관련 포스팅)이 대표적입니다




출처 : debates.coches.net



 터보차져는 배기가스의 압력 (폭발 압력이니 이게 꽤 셉니다.)을 이용해서 공기 펌프를 돌리고, 실린더에 추가 공기를 넣는 기계적인 장치입니다. 출력을 높이는 끝판왕 이지요


 근데 이 녀석을 전기모터로 보조하는, 혹은 완전히 전기모터로 대체하는 터보가 개발되어 장착되고 있습니다


 아우디와 BMW가 가장 적극적이지요. 전자제어로 인해 터보의 반응속도가 빨라지면서 전체적인 퍼포먼스가 좋아졌다고 합니다.

 


출처 : www.rsportscars.com



 그리고 대망의 밸브트레인이 다음 선수로 대기 중입니다. (사실 오늘 트레인이라는 용어를 끄집어내 이유도 이 녀석 때문입니다.)


 밸브트레인 흡기, 배기밸브를 작동시키기는 기계장치 모두를 지칭하는데요. 엔진의 회전 운동을 밸브 개폐의 상하운동으로 바꾸어 전달하기 때문에 구조적으로 다소 복잡한 편입니다



출처 : oppositelock.jalopnik.com



 게다가 엔진 연소에서 가장 중요한 혼합기 (연료+공기를 컨트롤 하는 장치이기에 섬세한 조작이 필요한 부품이기도 하죠. 조금만 늦게 열거나 조금만 일찍 열면, 성능저하는 물론이요, 배기가스의 양이 늘어나기도 하거든요.



 출처 : 2012books.lardbucket.org



 이런 중요한 역할을 담당하는 밸브 트레인이 전자 엑츄에이터로 바뀌려는 움직임이 있습니다. 엔진동력을 사용하지 않고 전기모터로 밸브를 컨트롤 하겠다는 소리입니다


 네, 여기서도 ‘트레인이 더 이상 필요 없어지는거지요




출처 : paultan.org



 엔진에서 캠샤프트까지 동력을 전달하는 타이밍 체인이 필요 없어집니다. 회전을 수직운동으로 바꾸어 주는 캠이 필요 없어집니다


 요새 점화 타이밍을 조절하는 CVVT 기술이 많이 사용되는데요. 기계식에 일부 전자식이 가미된 이 기술도 별 쓸모가 없어지게 됩니다. 액츄에이터를 전자신호로 직접 컨트롤 하면 되니까요.

 


출처 : www.youtube.com : How fFiat MultiAr Technology works



 부품이 줄어든다는 이야기는 소형화 경량화가 가능하다는 소리이지요. 이는 곧 연비와 연결됩니다. 전자식을 사용하면서 얻는 이점이 생각보다 큽니다.



출처 : www.dieselpowermag.com



 문제는 전자제품들이 오작동을 많이 일으킨다는 점. 그리고 정밀제어를 위한 엑츄에이터의 가격이 만만치 않다는 점입니다


 기계적인 신뢰도는 생각보다 중요해서 (계속 발생하는 급발진 이슈들을 떠올려 보세요.) 구성이 복잡해 질수록 사고의 위험이 커지게 됩니다. 양산 적용에 가장 큰 걸림돌인 셈입니다.

 


출처 : commons.wikimedia.org



 그럼에도 불구하고 내연기관이 살아있는 한 언젠가는 접할 수 있을거라 생각 됩니다. 한번에 전기차로 대체할 수 있는 시장도 아니거니와, 필름 카메라 시장과 마찬가지로 일부 고가의 내연기관 차량들은 계속 살아 남아 있겠죠


 트레인이라는 용어가 사라져 가고, 최소한 지금과 같이 계속 기술개발이 진행되게 되면, 내연기관의 끝판왕 (가솔린 압축착화가 대표적이겠군요 관련 포스팅)을 만나 보고 전기차 시대로 넘어가지 않을까요?



(다른 포스팅을 보려면 클릭하세요)



Posted by wizard_IRON

댓글을 달아 주세요