들이쉬고 내쉰다, 엔진 밸브

연소실 내부에서 밸브를 열고 닫는 기능을 하는 장치를 밸브 시스템이라고 한다. 밸브 시스템은 크게 문의 역할을 하는 밸브와 스프링, 캠 등으로 구성된다.

스프링이 필요한 이유는 밸브를 항상 닫은 상태로 유지시키기 위함이다. 이 스프링을 눌러 밸브를 열게 만들어주는 것이 바로 캠의 역할이다. 캠의 단면은 달걀 모양으로 생겼다. 불룩 솟은 부분이 캠을 눌러 흡기와 배기 밸브를 작동시킨다.

보통 1개의 실린더 안에 4개의 밸브가 위치한다. 과거에는 2개, 3개도 존재했었다. 밸브가 많아지면 공기흐름이 좋아지지만 너무 많아지면 구조도 복잡해지고 공기 흐름에 나쁜 영향을 미칠 수 있기 때문에 보통 흡기 부분에 2개, 배기 부분에 2개만 사용한다.

밸브를 어떻게 작동시키는 장치가 어디에 있느냐에 따라 OHC와 OHV 방식으로 구분할 수 있다. OHC는 Over Head Camshaft의 줄임 말이다. 쉽게 밸브를 작동시키기 위한 기계 장치들이 엔진 위에 있는 방식이다. OHV는 Over Head Valve의 줄임말, 밸브를 작동시키기 위한 기계 장치가 엔진 안쪽에 숨어있다. 대신 긴 막대를 사용해 밸브를 열고 닫는데, 이것을 푸시로드라고 부른다.

OHC 방식은 캠을 직접 작동시키기 때문에 반응이 빠르고 균일하게 작동하는 것이 가능하다. 대신 엔진 위에 기계장치를 얹어야 하기 때문에 부피가 커진다. OHV 방식은 엔진 위에 별도의 기계장치가 없어 작고 컴팩트하게 만들 수 있다. 하지만 푸시로드를 사용하기 때문에 반응이 느리고 균일하지 못한 행정을 이어간다는 한계가 있다.

OHC 방식은 1개의 캠축을 사용하면 SOHC, 2개를 사용하면 DOHC로 나뉜다. 최근 거의 모든 브랜드는 2개의 캠축을 사용하는 DOHC 방식을 사용한다.

최근에는 밸브를 어떻게 여닫는지에 따라 다양한 이름이 붙고 있다. 밸브를 열고 닫는 시점을 2단계로 변환할 수 있으면 VVT(Variable Valve Timing), 지속적으로 밸브 시점을 변환할 수 있다면 CVVT(Continuously Variable Valve Timing), 밸브를 여닫는 시점과 밸브를 들어올리는 깊이까지 조절할 수 있으면 CVVL(Continuously Variable Valve Lift), 밸브를 상황에 따라 열고 닫으며, 깊이는 물론 열려있거나 닫혀있는 시점까지 바꿀 수 있다면 CVVD(Continuously Variable Valve Duration)라고 표현한다.