밸런스샤프트 모듈 (BSM)에 대해 알아보자

 


대중적인 준중형 혹은 중향 차량의 엔진은 보통 4기통으로 되어 있습니다흡입-압축-폭발-배기의 4 스트로크에 가장 합리적이기 때문이지요



가격도 저렴한데다, 상위 엔진들보다 크게 떨어지지 않는 성능을 가지고 있어 가장 대중화 된 실린더 방식이라고 보시면 될 겁니다



4개 중 어느 하나는 폭발이 일어나기 때문에 안정적인 구동력 전달이 가능한데. 그럼에도 불구하고 진동과 소음에는 자유롭지 못한 편입니다



출처 : www.carbibles.com



일반적으로 NVH (Noise, Vibration and Harshness)는 기통수가 많아질수록 좋아집니다만 



(간단히 2기통의 할리 데이비슨과 4기통의 혼다 CBR 시리즈의 엔진음을 떠올려 보시면 쉽게 이해가 가실 겁니다



때문에, 밸런스 샤프트라는 장치를 달아 이를 해결하고 있습니다



(아래 사진에서, 크랭크 축 양 옆에 달린 두 개의 긴 막대기가 밸런스 샤프트입니다.)

 




출처 : performancetechnician.com


출처 : www.ecstuning.com



피스톤의 왕복운동을 회전운동으로 바꾸어주는 크랭크 샤프트는, 일반 막대기 형식이 아닌, 태생상 울룩불룩한 형태를 가지고 있습니다



질량이 고르게 분포되어있지 않아 중저속 회전 운동에서는 진동이 크게 발생 하게 되는데요



밸런스 샤프트는, 크랭크축과 반대로 회전하는 유사형상 (관성모멘트) 으로 장착되어 진동을 상쇄시키는 원리를 갖습니다. 




출처 : caffeineabuse.blogspot.com



하지만 부작용도 있어서 엔진 무게증가에 따른 연비악화, 성능감소가 발생하는데,



얼마 전 현대에서는 쏘나타에 들어가는 쎄타엔진에 이 밸런스샤프트를 삭제하면서 소음증가로 논란이 발생하기도 했지요.



출처 : www.autocarzone-kys.com 



밸런스샤프트가 참 애매한 부품 인게 없애자니 감성품질이 나빠지고, 그대로 놔두자니 연비와 성능이 아쉬운, 그야말로 계륵과도 같은 파트입니다



해서 최근 개발되고 있는 엔진들은 BSM이라는 모듈 형태로 엔진에 장착하고 있습니다



출처 : www.google.sc

출처 : www.metaldyne.com



불리한 무게는 사이즈를 컴팩트 하게 개선하고, 구조를 단순화 해서 오일 팬에 쑤셔 넣는 거죠



부품업체가 신공에 가까운 정확도를 가지고 있어야 합니다만, 거대 부품업체들의 기술력은 해당 분야에 있어 자동차 메이커를 뛰어넘는 경우가 많아 무리 없이 개발되고 있는 편입니다


출처 : www.ecstuning.com




단순화라고 이야기 했지만, 실제 개발과정을 엿보면 그리 단순해 지진 않는 분위기 입니다. 



비좁은 오일팬의 공간을 활용해야 함은 둘째치고, 하는 김에 오일펌프까지 같이 합쳐보자는 컨셉이 등장하면서 



소재, 가공, 기계구조, 유체를 모두 자유롭게 다룰 수 있는 극강의 스킬이 요구되게 되었습니다. 



결국 처음 의도와는 달리 더 복잡해지고, 더 무거워 졌구요. (엔진 전체로는 가벼워집니다만)



출처 : bestposition-blog.net


세타엔진처럼 과감하게 BSM을 빼버리는 경우도 있습니다. 



다만, 안전한 설계를 가져가려는 엔지니어링, 품질이 보장되어야 하는 퀄리티와의 균형싸움에서 아직은 연비과 가격이 밀리는 추세입니다. 



내연기관이 살아 있는 한, BSM은 다른 형태로 진화하면서 살아남을 가능성이 높아 보입니다. :)



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Posted by wizard_IRON

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