V형 엔진, W형 엔진의 구조와 혜택의 차이는? 탑재되는 대표 차량도 소개!

최근에는 V형 엔진이 채용되는 경우가 많습니다.

그렇다면 이러한 엔진은 어떠한 구조와 어떠한 장점이 있는 것일까요?

또한 W형 엔진은 V형 엔진과 어떻게 다른 것일까요?

V형 엔진이란?

Reciprocating 엔진은 실린더(기통) 내에서 피스톤이 왕복 운동을 하는 기관을 가진 엔진을 말합니다.

시판되고 있는 차량 대부분은 "직렬형 엔진"이라 불리는 타입이 채용되고 있습니다.

직렬의 의미는 실린더가 1열로 즉, 직렬로 늘어서 있는 구조라고 말할 수 있습니다.

또한 "V형 엔진"이라는 유형이 있습니다.

V형은 2개의 실린더가 말 그대로 "V"자 처럼 2줄로 되어 있는 형태를 의미합니다.

예를 들어 6기통 엔진은 6개의 실린더가 똑바로 직렬로 늘어서 있으며, V형 6기통 엔진은 V형 2열의 실린더가 3개씩 늘어선 구조입니다.

V형 엔진의 구조와 장점

위의 사진을 참조하시기 바랍니다.

위의 사진은 V형 6기통 엔진입니다.

좌우 3개의 피스톤이 V자 형태로 배열되어 있다는 점을 알 수 있습니다.

그 아래에 있는 것이 크랭크 샤프트라는 것입니다.

크랭크 샤프트는 모든 피스톤과 연결되어 있습니다.

각 피스톤에서 얻은 동력을 크랭크 샤프트에 회전 운동으로 전달합니다.

이 회전 운동이 클러치 등을 통해 구동륜에 전달됨으로써 자동차는 달릴 수 있게 되는 것입니다.

V형 엔진이라는 말을 듣는 다면 고성능 스포츠 카를 먼저 떠올리시는 분들이 많지는 않을까요?

자동차 최고봉 레이스 F1의 엔진도 V형 엔진을 채용하고 있습니다.

V형 엔진이 스포츠카와 레이싱에서 채용되고 있는 이유는 V형 엔진의 구조와 장점에 답이 있습니다.

V형 엔진 프로그램의 구조

V형 엔진의 실린더 열을 뱅크라고 부릅니다.

좌우 양쪽 뱅크의 V자형 각도를 뱅크 각이라고 합니다.

뱅크 각은 엔진 기통 수와 진동 밸런스의 관계에 따라 달라집니다.

일반적인 V형 엔진의 뱅크 각은 V6와 V12는 60도, V8은 90도, V10은 72도를 채택하고 있습니다.

V12의 경우에는 180도의 뱅크 각을 가지고 있는 엔진도 존재하긴 합니다.

V형 엔진의 장점과 단점

V10 엔진을 탑재한 BMW M6(E60)

V형 엔진은 직렬형 엔진에 비해 어떠한 장점과 단점을 가지고 있을까요?

그리고 스포츠카와 레이싱에서 채용되고 있는 이유는 무엇일까요?

V형 엔진의 장점

· 뱅크를 좌우로 나눔으로써 엔진의 길이가 짧아진다.

· 엔진의 높이가 낮아져 차량의 무게 줌심을 낮출 수 있다.

· 한쪽 뱅크만으로도 동력을 얻고 달리는 것이 가능하다.

V형 엔진의 단점

· 직렬 엔진에 비해 폭이 넓어진다.

· 각 뱅크 캠축에 필요한 부품이 많아지고 복잡해진다.

· 부품이 많아지기 때문에 엔진의 무게가 증가한다.

고급 자동차와 대 배기량 차량에 주로 사용

스포츠카와 레이싱에서 V형 엔진이 자주 채용되고 있는 이유는 엔진의 길이가 짧아지게 되어 탑재 위치를 차의 중심에 배치할 수 있기 때문입니다.

차량의 무게 중심을 낮추면 자동차 전체의 무게 균형, 코너링 속도를 올릴 수 있기 때문입니다.

특히 레이싱에서는 0.1초를 다투기 때문에 이러한 부분이 매우 중요하다고 할 수 있습니다.

자동차 자체의 성능을 올리기 위해서는 다기통(6기통 이상) 엔진을 장착해야 하는데요, V형 엔진 쪽이 한정된 공간에 탑재하기가 더욱 수월합니다.

따라서 고성능 대 배기량 스포츠카와 고급 세단의 최상위에 있는 특정 카테고리에서는 V형 엔진을 채용하고 있는 차량이 많다고 할 수 있습니다.

2열로 되어 있는 V형 엔진은 한쪽 열의 뱅크를 정지해도 엔진을 구동시킬 수 있는 구조로 되어 있기 때문에 필요한 경우 한쪽 열을 정지시켜 연비의 향상을 꾀하고 있는 모델도 있습니다.

V형 엔진을 탑재하고 있는 태표 차량들

V8 엔진 페라리 328GTS

V형 엔진은 많은 차량에 탑재되어 있었습니다.

옛날부터 V형 엔진은 스포츠카에 많이 채용되어 왔지만, 최근에는 고급 세단에도 채용되고 있습니다.

V6에서 V12까지의 엔진을 탑재하고 있는 대표 차량들을 소개해 보도록 하겠습니다.

V형 6기통 엔진을 탑재하고 있는 대표 차량

닛산 GT-R

아우디 S4

V형 8기통 엔진을 탑재하고 있는 대표 차량

맥라렌 650S (3.8L V형 8기통 DOHC 트윈 터보 엔진)

페라리 488GTB(3.9L V형 8기통 DOHC 트윈 터보 엔진)

쉐보레 콜벳 C7(6.2L V형 8기통 OHV 수퍼 차저 엔진)

V10 엔진을 탑재한 대표 자동차

렉서스 LFA(4.8L V형 10기통 DOHC 엔진)

아우디 R8(5.2L V형 10기통 DOHC 엔진)

람보르기니 우라칸 LP610-4(5.2L V형 10기통 DOHC 엔진)

V12 엔진을 탑재하는 대표 차량

메르세데스 벤츠 마이바흐 S600(6.0L V형 12기통 SOHC 트윈 터보 엔진)

페라리 F12 베를리네타(6.3L V형 12기통 DOHC 엔진)

람보르기니 아벤타도르 LP700-4(6.5L V형 12기통 DOHC 엔진)

V형을 넘어서다? W형 엔진은 이것이 다르다!

W형 엔진이라는 말을 듣고, V형 엔진이 정면에서 봤을 때 양쪽 뱅크와 크랭크 샤프트를 연결하는 형태가 V형태였던 것과 마찬가지로 그냥 W 형태로 보이기 때문인가? 라고 생각하셨다면 정답입니다.

4개의 뱅크를 1개의 크랭크 샤프트에 연결되어 있으며 영문자 W의 형태로 보이는 엔진입니다.

V형 엔진을 가로로 2개 더 늘어놓은 듯한 모양을 하고 있습니다.

그러나 크랭크 샤프트는 1개이므로 단순히 V형 엔진을 2개를 연결해 놓은 형태라고 할 수는 없습니다.

W형 엔진의 구조

W형 엔진의 구조는 V형 엔진과 어떠한 차이가 있는 것일까요?

또한 V형 엔진보다 더 좋은 엔진인 것일까요?

W형 엔진의 구조는 더 복잡?

W형 엔진의 기본적인 구조는 V형 엔진과 동일하지만, 뱅크의 수가 증가함에 따라 부품이 늘어나게 되어 더욱 복잡해지게 되었습니다.

폭스바겐이 4뱅크 W12형 엔진을 발표 했었습니다.

이 W형 엔진은 폭스바겐의 협각 V형 6기통 엔진(VR6)를 2개 조합한 형태입니다.

4개의 뱅크를 가지는 12기통 엔진인데, 4개의 뱅크가 명확하게 구분되어 있는 것 같지는 않습니다.

외형은 폭이 넓은 뱅크가 큰 V형 엔진으로 보이기도 합니다.

VR형 엔진을 2개 합쳐 놓은 형태때문에 WR형 12기통이라고도 합니다.

현재는 폭스바겐의 산하에 있는 부가티가 4뱅크 W16형 엔진을 상용화하고 있습니다.

이것은 VR6를 응용하여 실린더를 더윽 늘려 16기통으로 되어 있습니다.

따라서 WR형 16기통 엔진이라고 합니다.

현재는 개량이 거듭되어 최대 출력 1,500PS에 도달하고 있습니다.

W형 엔진의 장단점

W형 엔진은 엔진의 길이를 크게하지 않으면서 기통 수를 배가시킬 수 있다는 점이 가장 큰 장점입니다.

대 배기량 화, 고출력 화를 목표로 한다면 가장 적합한 엔진 형식 중 하나입니다.

그러나 V형 엔진에 비해 폭이 상당히 넓어지기 때문에 자동차의 폭도 넓어지게 되며, 고출력이 요구되는 스포츠카와 대형 세단에서만 사용될 수 밖에 없다는 단점이 있습니다.

W형 엔진을 탑재하는 차종

현재 시판 차량중에서 4뱅크 W형 12기통을 탑재한 차량은 모두 폭스 바겐 사의 엔진을 기반으로 하고 있습니다.

또한 4뱅크 W형 16기통 엔진도 VR6 엔진을 기반으로 설계된 엔진이므로 W형 엔진 탑재 차량들은 어떠한 의미에서는 형제 차라고도 할 수 있을 것 같습니다.

4뱅크 W형 12기통 엔진 탑재 차량

대표되는 주요 차종은 다음과 같습니다.

폭스바겐 페이톤(W12 6.0L W형 12기통 엔진)

아우디 A8(W12 6.3L W형 12기통 엔진)

벤틀리 컨티넨탈 GT(6.0L W형 12기통 트윈 터보 엔진)

그 밖에도 탑재되어 있는 차종들이 있지만 모두 차체 크기가 크고 가격도 높은 차량들로 이루어져 있습니다.

4뱅크 W형 16기통 엔진 탑재 차량

현재 부가티 사의 스포츠 카에만 탑재되어 있습니다.

부가티 베이론의 8.0L W형 16기통 쿼드 터보 엔진과 부가티 시론의 8.0L W형 16기통 쿼드 터보 엔진 뿐입니다.

두 차량의 가격은 몇 십억 단위로 다른 차원의 자동차라고 할 수 있을 것입니다.

V형 엔진, W형 엔진의 미래

V형 엔진은 엔진의 강성과 밸런스를 향상시키고 자동차의 성능부분에도 큰 기여를 하고 있습니다.

또한 W형 엔진은 한정된 차종에서만 탑재되어 있었습니다.

W형 엔진의 경우 브랜드의 기술력을 어필하려고 하는 경향이 강하기 때문에 향후 탑재 차량이 증가하지는 않을 것이라 생각됩니다.

최근 왕복 엔진의 경우 CO2의 배출량을 줄이기 위해 엔진의 배기량을 줄이고 터보를 장착함으로서 차량의 성능을 떨어뜨리지 않도록 대응하고 있습니다.

미래에는 가솔린에 의존하고 있는 순수한 엔진들은 조만간 하이브리드 및 수소, 전기 등의 엔진에 의해 본격적인 전환기를 맞이하게 될지도 모르겠습니다.

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