연소 엔진 자체만큼이나 오래된 논쟁입니다. 가장 좋은 실린더 구성은 무엇입니까? V6 또는 V8, V8 또는 V12, 직선 엔진 대 V 엔진 등. 그리고 이 경우 inline-4인가, inline-3인가? 언뜻 보기에 이는 간단한 대답인 것처럼 보입니다. 실린더 수가 더 많기 때문에 4개의 실린더가 더 좋습니다. 더 많은 실린더, 더 많은 배기량, 더 많은 출력, 더 좋은 것 맞죠? 그러나 우리가 토끼굴 속으로 더 깊이 들어갈수록 대답은 더욱 미묘해집니다.
우선, 엔진을 어떤 용도로 사용하시나요? 3기통 엔진은 더 컴팩트하고 도시 자동차에 적합한 반면, 4기통 엔진은 더 범용적입니다. 변위가 동일합니까? 3개의 큰 실린더가 있습니까, 아니면 4개의 작은 실린더가 있습니까? 연비, 부드러움, 단순성 등과 같은 요소는 어떻습니까? 각 구성에는 고유한 장점과 단점이 있으며 이에 대해 자세히 설명하겠습니다.
간단히 말해서, 이는 궁극적으로 엔진의 적용에 관한 것이기 때문에 여기에는 간단한 대답이 없습니다. 3기통은 미국 SUV에서는 절대 작동하지 않습니다. 반대로 4기통은 작은 kei 자동차나 유럽 소형차에 비해 너무 큽니다. 따라서 개별 지역과 소유자는 자신의 필요에 따라 둘 중 하나를 선호할 수 있습니다. 그러나 일반적으로 말하면 단순성, 성숙한 기술 및 다용성으로 인해 4개의 실린더가 가장 적합합니다. 모든 면에서 더 나을 수는 없지만, Ford Model T의 4기통 엔진이라는 기술적 경이로움 이후 많은 자동차가 4기통 구성을 채택한 데에는 이유가 있습니다.
4기통 대 3기통 엔진
개별 엔진은 잠시 잊어버리고 4기통 레이아웃의 물리적 특성에 집중해 보겠습니다. 인라인 4는 한 줄에 4개의 실린더가 있으며 두 개의 2기통 엔진이 동시에 작동하는 것으로 볼 수 있습니다. 피스톤 1이 위로 올라가면 4도 올라가고 피스톤 2와 3도 마찬가지입니다. 피스톤이 쌍으로 움직이기 때문에 서로의 운동량을 상쇄하므로 4기통 엔진은 기본 균형이 뛰어납니다.
따라서 4기통 엔진은 일반적으로 3기통 엔진보다 더 부드럽습니다. 그러나 완벽한 2차 균형이 없기 때문에 완벽하게 매끄럽지는 않습니다. 엔진 피스톤은 후반부보다 전반부 이동 동안 더 멀리 움직입니다. 즉, 0도에서 90도까지는 피스톤이 90도에서 180도까지 회전하는 것보다 더 먼 거리를 움직인다. 이러한 둔화 효과는 관성의 합이 동일하지 않음을 의미하므로 불균형이 발생합니다. 4기통 엔진은 이에 대응하기 위해 밸런싱 샤프트나 기타 솔루션을 사용해야 합니다.
3기통 엔진은 그 반대입니다. 실린더가 120도 떨어져 있기 때문에(120+3=360) 뛰어난 2차 균형을 가지고 있습니다. 그러나 이는 일차 밸런스가 동일하지 않은 피스톤으로 인해 상쇄됩니다. 즉, 직렬 6기통 엔진의 경우처럼 피스톤에는 반대 쌍이 없습니다(직선 6기 대 V6를 선호하는 한 가지 주장). 즉, 실린더 수가 적음에도 불구하고 인라인 3 엔진은 믿을 수 없을 정도로 복잡한 엔진이므로 부드러움을 유지하기 위해 밸런싱 구성 요소가 필요합니다.
4기통 레이아웃이 승리하는 이유
엄격한 크기 요구 사항을 충족하기 위해 종종 3기통 엔진이 필요한 kei 자동차와 같은 특수 차량을 제외하면 일반적으로 4기통 엔진이 상대적 단순성으로 인해 승리합니다. 한 가지 중요한 점은 3기통이 4기통보다 자연적으로 더 효율적이지만(연소 성능이 낮기 때문에) 출력도 더 적은 경향이 있기 때문에 터보차저와 짝을 이루는 경우가 많다는 것입니다.
여기서는 자연 흡기 엔진과 터보차저 엔진에 대한 논쟁을 벌이지는 않겠지만 여기서 중요한 점은 터보가 더 복잡하다는 것입니다. 전력 부족을 보상하기 위해 전체 시스템이 엔진 배기 장치에 볼트로 고정되어 있으며 터보가 고장 나면 잠재적으로 비용이 많이 드는 시련이 될 수 있습니다. 부팅 시 터보 지연 없이 터보 3기통과 유사한 출력을 생성할 수 있는 4기통이 제공하는 단순성은 여기서 뚜렷한 이점을 제공합니다. 게다가 4기통에 터보차지를 할 수 없다고 말하는 사람은 아무도 없습니다. 그 시점에 터보차저의 출력은 3기통의 출력을 초과할 가능성이 높습니다.
결국 이 주장은 전문성의 문제이다. 4기통 엔진이 너무 커서 들어갈 수 없을 만큼 자동차가 작은가요? 차량에 하이퍼밀링과 같은 틈새시장에 초점이 맞춰져 있습니까? 그렇다면 터보 3기통이 더 나은 선택입니다. 그렇지 않으면 4기통 엔진은 단순성, 소형성 및 출력의 균형 잡힌 조합을 제공하므로 오늘날 많은 제조업체가 계속해서 이 엔진을 사용하고 있습니다.
