인라인 6(스트레이트 6) 엔진은 V6처럼 2개의 뱅크로 분할하는 것이 아니라 6개의 실린더를 단일 직선(라인, 따라서 이름)으로 배열하는 내연 기관의 한 유형입니다. 기계적으로 이 레이아웃이 차별화됩니다. 6개의 피스톤 모두 단일 실린더 헤드와 크랭크샤프트 위에 있는 하나의 축을 따라 작동하여 평형추나 밸런스 샤프트가 필요 없이 엔진 고유의 1차 및 2차 균형을 제공합니다.
비용, 포장 및 더 긴 블록을 캐스팅하는 데 따른 엔지니어링 복잡성으로 인해 오늘날 BMW, Mazda, General Motors, Mercedes-Benz, Stellantis(Jeep 및 Ram과 같은 브랜드를 통해) 및 Jaguar Land Rover와 같은 소수의 자동차 제조업체만이 여전히 인라인 6을 제작합니다. 그럼에도 불구하고 인라인 6이 본질적으로 잘하는 것은 부드러움입니다. 발사 순서의 자연스러운 균형은 V6보다 진동이 적고 출력 전달이 더 정교하다는 것을 의미합니다.
이것은 종종 강력한 토크 특성과 더 간단하고 종종 더 서비스 가능한 디자인과 함께 제공됩니다. 처리할 헤드와 액세서리 세트가 하나뿐이기 때문입니다. 그러나 어떤 면에서는 inline-six를 우수하게 만드는 바로 그 요소가 다른 면에서도 반대되는 작용을 할 수 있습니다. 다음은 인라인 6 엔진의 네 가지 일반적인 문제입니다.
인라인 6의 크기와 치수로 인해 패키징 문제가 발생함
길이 자체 외에도 인라인 6의 질량은 비슷한 무게의 V 구성 엔진보다 섀시에서 더 높게 위치합니다. Autoblog는 이를 직접적으로 표현합니다. 6기통 엔진은 비슷한 질량의 V 엔진보다 “일반적으로 더 높은 무게 중심을 갖습니다”. V 엔진은 2개의 뱅크로 인해 눈에 띄게 더 짧기 때문입니다. 엔진 베이에 더 낮게 위치하여 무게 중심을 잡는 데 도움이 됩니다.
이것이 부분적으로 BMW가 엔진을 기울인 이유이기도 합니다. 브랜드는 수직으로 장착하는 대신 섀시에서 약 30도 기울입니다. 이는 더 짧은 V8을 중심으로 설계된 자동차의 후드 라인을 지우고 질량 중심을 더 낮게 배치하기 위해 만들어진 패키징 선택입니다. 인라인 6 엔진의 긴 디자인은 차량 디자인을 제한할 수도 있는 패키징 문제를 야기합니다. 일반적으로 크기 때문에 전면 장착 위치에만 국한됩니다.
V6 엔진이 구형 인라인 6 엔진보다 선호되는 또 다른 이유는 인라인 6 엔진의 길이가 충돌 안전에 문제가 될 수 있다는 점입니다. V6가 짧을수록 크럼플 존이 더 유리하기 때문입니다. 인라인 6이 부족한 부분은 패키징과 너비 대 길이입니다. 긴 블록은 가로 전륜 구동 플랫폼에 잘 맞지 않으며 엔진 베이에서 상당한 세로 공간을 차지하므로 후륜 구동 및 트럭 응용 분야에만 주로 국한되었습니다.
인라인 6의 캠축이 길수록 굴곡과 비틀림이 더 커집니다.
자동차가 이동 중일 때 모든 구성 요소의 무게 이동이 느껴집니다. 이로 인해 이러한 구성 요소 중 상당수가 구부러질 수도 있습니다. V6가 기본적으로 실린더를 각 뱅크에 3개씩 분할하는 반면, 인라인 6은 실린더를 일직선으로 정렬합니다. 단점은? 인라인 6에서는 크랭크샤프트가 훨씬 더 깁니다. 그 추가 길이는 정확히 크랭크샤프트의 비틀림 비틀림에 따라 조정됩니다. 이것이 바로 인라인 6의 일체형 크랭크가 V6의 더 짧은 크랭크보다 더 많은 저항과 싸워야 하는 이유입니다. 모든 실린더가 추가될 때마다 플렉스는 더 심각한 문제가 됩니다. 부분적으로는 7기통 엔진이 존재하지 않는 이유이기도 합니다.
Politechnika Krakowska(Cracow University of Technology)가 발표한 엔지니어링 논문은 비틀림의 심각도를 보어 크기와 연결합니다. 즉, 비틀림 진동이 대응해야 할 실제 문제로 바뀌는 지점으로 약 90mm를 초과하는 모든 항목을 표시합니다. 먼저 크랭크샤프트 질량을 트리밍하면 됩니다. 그러나 이것이 작동하지 않을 경우, 논문에서 규정한 해결책은 “마찰 작업(감쇠 작업)을 증가시켜 크랭크축 비틀림을 줄이는” 것을 중심으로 구축된 비틀림 진동 댐퍼입니다.
Engine Builder Magazine은 비틀림 진동을 “연소로 인해 발생하는 크랭크샤프트의 끝에서 끝까지 비틀림 및 반동”으로 설명하면서 근본적인 문제를 보다 분명하게 설명합니다. 이것이 바로 거의 모든 다중 실린더 엔진에 일종의 댐퍼 형태가 나타나는 이유입니다. 보어 직경과 크랭크샤프트 길이는 엔지니어들이 매끄러운 인라인 6을 얻기 위해 노력하는 여러 변수 중 두 가지일 뿐입니다. 이 모든 저글링으로 인해 남아있는 취소되지 않은 진동은 크랭크샤프트 자체가 아닌 캠샤프트에도 비틀림 진동을 생성합니다.
인라인 6개 엔진은 실린더 공기/연료 분포가 고르지 못함
크랭크샤프트 굴곡은 6개의 실린더를 두 개의 V자 모양 뱅크로 나누는 대신 연속적으로 배치하는 유일한 고유한 문제가 아닙니다. 이러한 설계에 대한 또 다른 실질적인 고려 사항은 흡기 매니폴드가 모든 실린더에 균등하게 도달하기 위해 훨씬 더 길고 복잡한 러너가 필요하다는 사실입니다. 즉, 매니폴드가 라인의 첫 번째 실린더와 마지막 실린더에 공기와 연료를 고르게 분배하지 못하는 것이 잠재적인 문제이며, 이로 인해 연소 문제가 발생할 수 있습니다.
Ford의 오래된 144, 170, 200 및 250 입방인치 인라인 6은 실제로 어떤 모습인지 보여줍니다. 이러한 엔진은 흡기 매니폴드를 일체형으로 실린더 헤드에 직접 캐스팅하고 OnAllCylinders에 따르면 “통나무 스타일 흡기 매니폴드는 공기 및 연료 분배 문제로 어려움을 겪었습니다.” 간단히 말하면, 이는 단일 행에 있는 특정 실린더가 다른 실린더와 다른 공연비를 끌어당겼다는 것을 의미합니다. 이는 단순히 기화기에 공급되는 위치에 따라 위치가 다르기 때문입니다.
인라인 6 대형 엔진을 사용한 2016년 SAE 연구에 따르면 흡기 밸브 닫힘 타이밍이 지연됨에 따라 실린더 간 출력이 한 타이밍에서는 9% 차이에서 이후 타이밍에서는 38% 차이까지 다양해지는 것으로 나타났습니다. 연구원들은 흡기 러너 길이와 연료가 매니폴드로 다시 흐르는 방향에서 이러한 변화의 일부를 추적했습니다.
일부 인라인 6은 타이밍 체인 문제로 악명이 높습니다.
우리가 5개의 인라인 6개 엔진을 작성할 때 피해야 할 목록은 포함된 엔진 중 하나를 제외하고 모두 눈에 띄는 타이밍 체인 문제가 있었습니다. N57과 같은 일부 BMW 인라인 6 모델은 체인이 블록의 방화벽 쪽에 위치하기 때문에 이런 비판을 자주 받습니다. 체인 교체 비용은 체인이 엔진의 앞쪽에 있는지 뒤쪽에 있는지에 따라 크게 달라집니다.
RepairPal은 전면 액세스 가능한 N54 335i의 타이밍 체인 텐셔너 작업 가격을 1,235~1,707달러로 책정합니다. N47과 같이 후면 장착 체인은 더 비쌉니다. BimmerFest의 한 소유자는 관련 N55 체인 수리에 대해 5,500달러를 견적 받았습니다. 차이점은 대부분 인건비입니다. BMW Insights는 딜러 인건비를 1,200~1,500달러 이상으로 책정하고 독립 매장에서는 600~800달러를 제시하며 엔진이 먼저 나와야 하기 때문에 후방 장착 작업에 시간이 추가됩니다.
CX-90 및 CX-70에 있는 Mazda의 새로운 터보 인라인 6은 비슷한 레이아웃을 따릅니다. Mazdas247에 대한 논의에 따르면 캠축, 크랭크축 및 연료 펌프용으로 각각 하나씩 세 개의 별도 체인을 실행하며 모두 엔진 앞쪽이 아닌 뒤쪽에 위치합니다. 이는 BMW의 체인 작업을 매우 비싸게 만드는 것과 동일한 포지셔닝 선택입니다. 다시 도달한다는 것은 엔진을 떨어뜨리는 것을 의미하기 때문입니다. 타이밍 체인 문제는 인라인 6 엔진에 내재된 것이 아니라 일부 인라인 6 엔진이 길이로 인해 타협해야 했고 타이밍 체인을 서비스하기 훨씬 더 어려운 위치에 배치해야 했다는 점은 주목할 가치가 있습니다.
