[집중 분석] 자동차 흡기튜닝 Ⅵ

써지탱크 및 흡기매니폴드의 역할 이해

 

지난번에는 드로틀 바디의 튜닝과 관련하여 반드시 체크해야 할 기본적인 사항을 살펴봤다. 이번에는 써지탱크와 흡기매니폴드의 기능과 튜닝 시 필요한 기초적인 사항에 대해서 알아보자.

 

서지 탱크(Surge tank)는 드로틀 바디를 지나 유입되는 공기를 1차적으로 저장하는 공간이다. 또한 흡입계통에서 대기로부터 실린더로 공기를 흡입하기 위해 발생하는 진공을 생성 및 저장하는 곳이다.

서지탱크에 생성된 진공에 의해 차량의 여러 부품들이 작동이 된다. 때문에 튜닝 시 엔진의 성능에 영향을 미칠 수 있으므로 주의해야 한다. 서지탱크의 기초적 튜닝은 내부를 포팅해서 공기흐름만 원활하게 하여도 충분하다. 왜냐하면 출력에 비해 지나치게 큰 서지탱크는 진공도가 떨어져서 응답성에 저하가 일어날 수 있다. 그리고 작은 서지탱크는 진공용량의 부족으로 전체 출력 저하와 부품들의 작동이 원활하지 못하게 된다.

 

흡기 매니폴드(intake manifold)는 서지탱크에서 대기 중인 흡입공기를 각 실린더에 공급하는 통로 역할을 한다. 여기서 중한 점은 흡입 공기의 저항을 줄여 각 실린더에 고른 분배 및 유도하는 것이다.

흡기매니폴드는 형상이나 길이 내경 등에 의해 엔진의 성격이 달라진다. 흡기매니폴드가 짧으면 고 RPM, 길면 저 RPM에서 토크가 최상의 성능을 나타낸다. 양산차의 매니폴드 길이는 중저속부터 토크가 발휘되도록 셋팅되어 있다. 최근에는 가변흡기매니폴드(Variable intake manifold)를 장착한 차량이 출시되고 있다. 이것은 중속과 고속영역까지 매니폴드의 흡입통로 길이를 조절하여 엔진 성능을 각 상황에 맞게 조절할 수 있도록 한 것이다.

 

흡기 매니폴드를 만드는 소재는 보통 알루미늄 또는 주철로 만들지만 최근 복합 플라스틱 재료를 사용하여 제작하고 있다. 그리고 흡기매니폴드도 포팅을 통하여 관로 내 저항을 줄여주는 것만으로도 충분한 효과를 볼 수 있다.

 

여기까지 흡기라인에 대한 기초적인 사항과 튜닝시 필요한 점을 체크해 보았다. 그러면 흡기 튜닝을 하는 이유는 무엇일까? 이것에 대하여 살펴보면서 흡기계통 튜닝에 대하여 마무리하겠습니다.

 

자동차에서 공기와 연료의 혼합기가 실린더 안에서 폭발에 의하여 출력을 낸다. 그래서 어떻게 하면 공기를 효율적으로 더 많이 실린더 내로 흡입하는가하는 문제는 중요한 숙제이다. 이것은 흡입공기량을 증가시켜 신속한 연소 즉 폭발력을 증가시키는 것이다. 일반적으로 저속 효율을 좋게하면 고속에서 성능 저하되고, 고속 효율을 좋게하면 저속에서 성능이 저하된다. 그렇기 때문에 적절한 타협점을 찾아 자동차의 기술이 발달하였다. 자동차에서 좋은 효율을 내기 위해서는 공기를 잘 제어해야 한다. 공기는 특이해서 점점 좁아지는 공간을 길게 회전할 수 있게 유도하면 공기의 흐름은 빨라지면서 관성력 즉 힘을 가지는 특성이 있다. 그래서 저 RPM 영역에서 이 힘을 사용하기 위해 흡기관로를 가늘고 길게 만든다. 반대로 고 RPM 영역은 매우 빠른 속도로 피스톤이 움직인다. 그래서 관성력보다 공기가 빨리 그리고 많이 유입될 수 있게 흡기 통로를 짧고 굵게 해주어야 한다는 점이 흡기계통의 튜닝 전반에 걸려있는 명제이다.

 

손진석 기자