흡배기 밸브 제어 기술, VVT와 VVL (CVVT, CVVL)

흡배기 밸브 제어 기술, VVT와 VVL (CVVT, CVVL) 

 

 

 

내연기관에서 공기의 흡입과 연소가스의 배출은 흡기밸브와 배기밸브에 의해 이루어진다. 

 

흡기밸브와 배기밸브는 캠샤프트의 회전을 통해 기계적으로 개폐된다. 

 

<캠샤프트>

 

<캠샤프트의 회전에 의한 밸브 개폐 작동원리> 

 

 

밸브 개폐시기와 개폐량은 캠샤프트의 형상에 따라 정해지기 때문에, 

 

rpm의 높고 낮음에 상관없이 개폐시기와 개폐량은 항상 일정하다. 

 

따라서, rpm이 아주 낮거나 아주 높을 때는 흡기와 배기의 효율이 떨어질 수 있다. 

 

흡기량이나 배기량을 늘리는 방법은 밸브를 더 깊숙히 누르거나, 더 오래 누르면 흡배기량을 늘릴 수 있다. 

 

 

자연흡기(NA) 차량 튜닝의 꽃이라고 하는 하이캠은 위에서 보는 캠샤프트의 튀어나온 부분을 더 크게 만들어, 

 

흡기밸브가 더 깊숙히 눌림으로써, 흡기량을 늘리는 튜닝이다. 

 

이런 하이캠은 고rpm에서는 매우 큰 출력상승으로 효과를 볼 수 있지만, 

 

저rpm에서는 오히려 효율이 떨어지는 단점이 있다. 

 

 

이것을 보완하기 위하여 rpm에 대응하여 밸브의 개폐시기와 개폐량을 변화시킬 수 있는 기술이 등장하는데, 

 

하나는 가변밸브타이밍(VVT : Variable Valve Timing) 기술이고, 

 

다른 하나는 가변밸브리프트(VVL : Variable Valve Lift) 기술이다. 

 

밸브에 주는 변화가 continuously하면 CVVT, CVVL이라 부른다.  

 

 

VVT는 캠축의 위상각에 변화를 줌으로써 밸브 개폐 타이밍을 조절하는 기술이다. 

 

rpm상황에 따라 캠축을 진각 혹은 지각시킴으로써 밸브 개폐 시기를 조절한다. 

 

대표적인 것이 TOYOTA의 VVT, BMW의 VANOS, 현대의 CVVT 등이 있다. 

 

 

 

 

 

 

 

 

VVL은 캠의 크기에 변화를 줌으로써 밸브의 개폐량을 조절하는 기술이다. 

 

대표적인 것이 바로 혼다의 VTEC 이다.  

 

VTEC이 2단인데 반해, 현대의 CVVL은 rpm변화에 따라 개폐량을 continuously하게 조절한다고 한다. 

 

BMW의 밸브트로닉, 토요타 밸브매틱, 닛산 VVEL 등이 VVL 기술의 일종이다. 

 

 

 

 

 

 

 

 

지금까지 VVL 기술을 보면, 

 

캠을 low, high 2개 설치하고 rpm이 높아지게 되면 하이캠과 sync시킴으로써 밸프개폐량을 크게 하는 VVL이 대부분이다. 

 

이것은 low캠, high캠 두가지로만 작동하고 continuously하지 않기 때문에, CVVL이라 부르기 힘들다. 

 

CVVL은 각종 원리 동영상을 봐도 구현하기가 그리 녹녹치 않아 보이는데, 현대가 CVVL을 개발하여 상용화하고 있다. 

 

누우엔진을 소개한 현대의 동영상에 CVVT와 CVVL이 잠깐 언급되고 있다. 

 

 

 

밸브 제어 기술은 상당한 고난이도의 기술이다. 

 

특히 밸브 개폐량을 2가지가 아닌, 연속적으로 다양하게 변화를 줄 수 있는 기술이라면 이것은 굉장한 기술이라 생각된다. 

 

아직 현대의 CVVL에 관한 자세한 자료를 접하지 못하여, 그 작동 원리가 몹시 궁금하다. 

 

 

BMW의 e46이 vanos가 고질병이라는 이야기에서 시작하여, vanos가 뭔지 궁금하여 찾아보기 시작하다보니, 

 

밸브 제어 기술을 전반적으로 살펴보게 되었다. 

 

 

CVVL이라... 현대의 엔진 기술력은 정말 비약적으로 발전했고, 현재 진행형인것 같다. 

 

 

결국, 현존하는 기술로 가솔린 엔진의 끝장을 본다면, 

 

직분사 + VGT터보차저 + CVVT + CVVL 가 아닐까 싶다. 

 

 

이렇게 보면, 현대의 잠재력이 엄청나다고 생각되어 앞으로 현대의 엔진 기술의 발전은 엄청날 것으로 예상된다. 

 

 

"직분사 + VGT터보차저 + CVVT + CVVL"에 독립스로틀까지 더하면......  

[출처] 흡배기 밸브 제어 기술, VVT와 VVL(CVVT, CVVL)|작성자 사냥꾼