디젤승용차에 대해서 대부분에 사람들이 많이 오해하고 있는 것들중의 하나가 높은 토크로 인한, 훌륭한 가속성능에 대해서 많은 오해를 하고 있습니다. 디젤엔진은 휘발유엔진과 전혀다른 방식으로 점화를 하기 때문에 휘발유 엔진이 가지고 있는 제약에 대해서 상당히 자유도가 커지게 됩니다. 휘발유 엔진은 중앙에 있는 점화플러그에서 스파크를 발생시켜 엔진안에 압축된 혼합기를 연소해야만 하기 때문에 점화플러그는 최대한 중앙에 두는것이 좋고, 1개의 기통당 배기량이 일정량 커지게되면 화염의 전파 속도에 미세한 차이가 발생하여 엔진효율이 급격히 떨어지게 됩니다. 그래서 휘발유 엔진은 1기통당 600cc를 엔진설계의 최대배기량으로 설계하게 되는것이지요.. 기통당 600cc 를 넘어가게 되면 화염전파속도의 차이로 인해서 엔진의 효율이 떨어지게됩니다. 특히 고회전으로 가면갈수 록 훨씬 짧은시간에 혼합기를 연소해야하고, 다시 배기를 해야하므로 더더욱 문제는 심각해지지요. 게다가 피스톤의 왕복속도또한 무시할수가 없게됩니다. 피스톤의 한계속도를 약 22m/s 정도로 보고있습니다. 그 이상이 되면 실린더내벽의 유막형성에 영향을 주게되고, 엔진 각부에 부하가 심하게 걸려서 회전수 를 올리므로써 높아지는 마력수의 증가분이 완전히 상실하게 됩니다. 이정도로 한계속도를 볼때 엔진이 숏스트로크 태생인지, 스퀘어 타입인지, 롱스트로크 타입인지에 따라서 허용되는 회전수가 결정되고, 그 회전수 내에서 최고의 출력을 뽑아내기 위해서 엔진을 튜닝하게 되는것이 지요. 따라서 표준적인 4기통 2000cc 엔진들은 기통당 500cc 정도이므로.. 스퀘어 타입의 쏘나타에서는 6700rpm 쯤되면 그정도의 피스톤 한계속도에 근접하게 됩니다. 세타 2400cc 엔진은 기통당 600cc에 근접하기 때문에 그보다 한참전에 한계속도치에 걸리게 되는것이지요. 하지만 BMW E34 M5(직렬 6기통 3.8리터)처럼 기통당 600cc 를 넘어가는 엔진이 7000rpm 이라는 회전 수를 사용할수 있다는것, 그리고 고회전에서 힘을 제대로 뽑아낼수있다는것이 감탄스럽기까지 합니다. 즉 예외는 존재한다는것이지요... 각설하고, 피스톤의 왕복속도와 화염전파속도의 제약때문에 기통당 배기량이 제한이 되는 휘발유 엔진에 비 해서 압축착화식으로 점화를 하는 디젤엔진은 기통당 배기량의 제한이 거의 없습니다. 따라서 휘발유 엔진 에 비해서 배기량은 크지만 기통수는 적은 경우들이 대부분입니다. 특히, 디젤엔진들은 압축비를 높게 잡아야만 고온으로 혼합기가 압축되어 연소되기 때문에, 압축비를 크게 하기 위해서 특히나 롱스트로크 세팅을 선호하게 됩니다. 자연스럽게 롱스트로크 세팅으로 엔진이 설계되 다 보니 진동이 심해지고, 회전수에 제약이 심하게 걸리게 됩니다. 따라서, 고회전으로 가면 피스톤의 왕복하면서 발생되는 마찰로 인해서 토크가 형편없이 떨어지게 되지만, 저회전에서는 롱스트로크로 인한 토크감이 휘발유 엔진보다 월등합니다. 예를들면 2.5 디젤엔진의 토크가 약 32kgm를 2000rpm 에서 냅니다. 이는 국산 휘발유 엔진으로 치면 3500cc 휘발유 엔진이 4000rpm 근방 에서 내는 토크수치인것이지요. (물론 디젤엔진은 터보챠저이고 휘발유 엔진은 자연흡기 엔진이지만요..) 여기서 그렇다면... 똑같은 차량에 한차는 2.5 디젤엔진이 실리고, 다른차에는 3.5 휘발유 엔진이 실렸을때 가속성능이 비등비등하냐? 에 대한 답은 2.5 디젤엔진의 완패가 되겠습니다. 뭐~ 가속을 시작하면 디젤엔진 이 앞서다가 어느정도 시간이 지나면 휘발유엔진이 앞서고... 어쩌구.. 저쩌구... 이런식의 이야기는 순전히 생각일뿐 실제로는 처음부터 줄기차게 완패입니다. 이유는 다음과 같습니다. 디젤엔진은 고압축 롱스트로크라는 태생의 한계때문에 최대토크는 크지만, 회전수에 제약이 심하게 걸리게 됩니다. 즉 4500rpm 까지만 허용이 되며, 대부분의 디젤엔진들이 3500rpm을 넘어서면 토크하강이 상당하 게 진행되어 2000rpm에서 보여주던 가속감이 엄청나게 둔화됩니다. 반면에 휘발유엔진은 2000rpm에서 배기량대비 꽤 낮은수치의 토크를 보이지만, 4000rpm을 정점으로 그이 상 구간에서도 토크하강폭이 심하지 않고 대부분 6500rpm까지 회전을 할수가 있지요. 일단 엔진에서 허용 되는 회전수 영역이 휘발유 엔진이 넓기때문에.. 변속기의 기어비를 좁게 설정할수가 있는것입니다. 동일차종이라고하면 비슷한 타입의 변속기가 들어가야만 하고.. 수동 5단을 각각 디젤엔진과 휘발유엔진에 매칭시킨다고 가정하면.. 저속부터 초고속 주행까지 만족시켜야하는 기어비를 생각해볼때 디젤엔진은 엔진 이 사용할수있는 회전수영역이 4500rpm 까지, 휘발유엔진은 6500rpm까지이므로.. 동일한 기어비로 설정을 할수가 없는것이지요. 저속부터 초고속까지 만족을 해야한다면 각단에서 내는 최고 속도를 1단 45km/h, 2단 100km/h, 3단 130km/h, 4단 170km/h, 5단 170km/h 이상... 이라는 기어비로 설정을해야만 실생활에서 운전하는데 큰 지장이 없습니다. 이렇다면 디젤엔진은 1단이 걸린상태에서 회전리미터가 동작하는 4500rpm에서 시속 45km/h를 내야하고, 휘발유 엔진은 회전리미터가 동작하는 6500rpm에서 시속 45km/h를 내야만 하겠지요. 단연 휘발유 엔진과 디젤엔진의 기어비를 동일하게 할수가 없고, 휘발유 엔진이 디젤엔진에 비해서 기어비가 더 높습니다. 기어비가 더 높아지게 되며, 엔진의 토크를 증배하기 때문에 그만큼 가속이 빠르게 되는것이지요. 게다가 엔진의 특성을 조금더 이해하면 더더욱 결과는 극명하게 나타납니다. 디젤엔진은 공회전부터 최대토크지점 인 2000rpm에 올라설때 토크가 급격하게 상승합니다. 그리고 2000rpm에서 최대토크를 보이다가 회전수가 올라가면 올라갈수록 토크가 떨어지게 되고, 3500rpm쯤되면 토크가 이미 곤두박질친 이후가 되어 20kgm가 안되는 토크를 보이게 됩니다. 반대로 휘발유 엔진은 2000rpm에서 낮은 토크이긴 하지만 3500rpm쯤 되면 최대토크 수치인 32kgm에 육박 하는 토크를 내고있고, 4000rpm을 넘어서 5000rpm까지 올라가더라도 25kgm 이상의 토크를 내고있게 되지 요. 즉, 토크곡선이 디젤엔진은 2000rpm 이후에서 하락하는 반면에 휘발유 엔진은 4000rpm까지 상승하다 가 그이후에 하락하는 곡선이고, 게다가 기어비까지 휘발유 엔진이 높으며.. 사용하는 회전수 영역이 디젤엔 진에 비해서 길기때문에... 결과는 완패가 될수밖에 없습니다. 실제로 2.5리터 CRDI 터보엔진 175마력이 나오는 차와 1.5 dohc 휘발유 엔진의 쿼터마일 가속은 1.5 휘발유 엔진이 압승이라고 할만큼 튀어나갑니다. (물론 전력가속이라는 가정하 에 말이지요) 최고속에서도 그렇습니다. 2.5 터보디젤이 100km/h로 항속중이고, 1.5 휘발유엔진이 100km/h로 항속중인 상황에서 가속페달을 스윽 눌러서 점진적인 가속을 하게될때는 단연 2.5 터보디젤이 우위를 점하겠지만, 쉬 프트 다운하여 전력가속을 할때라면 역시 1.5 휘발유엔진의 승리가 될것은 불보듯 뻔합니다. 하지만 시속 160이 넘어간 상태의 초고속 주행이라면 이미 1.5 휘발유 엔진은 엔진이 낼수있을 여유토크가 거의 소진된 상태이지만.. 2.5 터보디젤이라면 아직 토크가 꽤 남아있는 상황이 되기 때문에, 그리고 마력수 가 높기 때문에 이런상태의 가속이라면 배기량이 큰 2.5 디젤이 유리한 상황이 되지요. 최근에 엄청나게 좋아진 디젤엔진의 기술의 발달로 인해서 환경오염도 거의 없어지고 연비 / 출력모두 좋아 진 엔진들이 많아졌지만... 아직은 그 근본원리의 차이로 인해서 매니아들의 감성을 자극하지 못하고 있다 란다.. 정리좀 해봐라