【엔진 튜닝의 과학(5)/흡기포트를 코브라 포트로 한다】
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【엔진 튜닝의 과학(5)/흡기포트를 코브라 포트로 한다】
  • cartech
  • 승인 2002.12.01 16:31
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코브라 포트는 과거의 밸브 스템이 두터웠을 때에는 튜닝 기술로서 사용되어 왔다. 이익보다 손해가 더 크다는 의견이 나오기도 했지만 아직까지도 베테랑 튜너들 사이에서 코브라 포트를 추구하고 있다. 또한 캠을 재연마해 새로운 프로필을 만들어내고 밸브 리프트와 작동각을 간편하게 바꾸는 튜닝도 가능한데 이것 또한 실용적인 튜닝 수단 중 하나다

흡배기 밸브에 버섯 모양의 밸브를 사용하는 한 밸브의 스템(축부)이 포트 내를 통과할 수 없다. 결과적으로 밸브 스템과 가이드의 선단부가 흡배기의 저항으로 되는 것을 피할 수는 없다. 그래서 흡기포트의 구부러진 부분을 <그림1>처럼 그라인드해 팽창시켜 유로 단면적을 확보하는 경우가 있다.

이는 모양이 코브라의 머리와 비슷하기 때문에 코브라 포트라고도 부르기도 한다. 과거의 밸브 스템이 두터웠을 때에는 튜닝 기술로서 사용되어 왔지만 이익보다 손해가 더 크다는 의견도 있다. 그런데 아직 베테랑 튜너들 사이에도 코브라 포트를 추구하고 있는 경우도 있기 때문에 한번 살펴보고 넘어가자.

<그림1>코브라 포트

밸브를 제거하고 연소실측에서 보면 코브라 포트는 어떻게든 파워가 나오지만 경험이 없으면 위험한 작업이라고 말할 수 있다.

우선 흡기는 팽창되는 부분에서 포트로 이어 구부러지지 않도록 하지 않으면 벗겨지기 쉽다. 여기서는 어렵사리 확대한 포트 단면적이 축소된 것과 같은 것으로 되고 만다. 이어서 흡기가 확장과 축류를 반복하면 유로저항이 증대한다. 또 모든 포트의 형상이 같아지도록 가공하는 것은 어렵고 실린더 내의 가스 유동에도 영향을 주지 않는다. 비정상적인 편류를 일으키거나 텀블 플로의 특성을 바꾸어 연소를 악화시키는 것도 있다.

포트를 코브라형으로 하기보다도 우선 포트 내에 돌출된 밸브 가이드를 깎아 내든지 이것을 필요최소한의 크기로 가공하는 쪽이 현실적이다.

이어서 밸브 스템의 포트 내에 노출된 부분을 가늘게 한 웨이스트 밸브를 사용한다고 하는 방법도 있다. 그런데 웨이스트 밸브로 대체할 때에는 강도와 내구성을 충분히 검토하지 않으면 위험하다. 그렇기 때문에 흡기 매니폴드도 포함해 포트를 연마 확대해 새로운 형상의 흡기계로 하는 쪽이 무난하고 효과도 크다. 나중에도 설명하겠지만 헤드 중의 흡기 포트에서 가장 좁아져 있는 밸브 슬롯의 구경이 밸브 산 구경에 비해 얼마만큼 적은가가 포트 구경확대의 판단 기준으로 된다.

실린더 당 배기량이 400∼500cc의 엔진이라면 밸브의 헤드 구경은 슬롯 부보다 4∼5mm 크기인 것이 이상적이다. 캘리퍼로 이들을 측정해 만약 포트가 아직 가늘다고 판단될 경우에는 포트의 연마를 실시한다.

예를 들면 밸브 헤드 구경이 35mm로 슬롯구경이 29mm라면 포트 구경을 1∼2mm 확대하는 것이 가능하다. 여기에서 중요한 것은 포트는 전체에 일치하도록 확대하는 것이다. 또 밸브 헤드 구경과 포트 구경과의 차가 너무 적어지면 흡입효율은 저하되고 만다.

실린더 헤드를 설계할 때 연소실과 흡배기 포트의 형상은 충분히 검토되어 있다. 그런데 실용 엔진에서는 사용조건이 극히 넓어 출력 성능은 배기와 연비성능과 타협시키는 것을 할 수 없는 경우가 많은 것이다.

튜닝은 그것을 출력으로 특화하는 것이기 때문에 손해를 보게 되는 경우가 발생한다. 하지만 모두를 부정하는 것은 아니고 철저하게 튜닝하는 것이 비결이다.

<그림2> 밸브 슬롯부는 적정한 크기로 억제해 둔다.

캠을 재연마해 프로필을 바꾼다

지금까지 사용해 온 캠을 재연마해 새로운 프로필을 만들어내고 밸브 리프트와 작동각을 간편하게 바꾸는 것이 가능하다. 실용차 사양의 캠에서도 이것을 연마해 바로 고속 엔진 사양의 캠으로 바꾸고 나아가 흡배기계의 하드웨어와 공연비와 점화시기 등의 제어 특성을 잘 매치시키면 엔진의 토크 특성은 극적으로 바뀐다. 최대 토크를 더욱 올리면 발생점을 고속측으로 이동해 고출력화를 추구하는 것이 가능하다.

그런데 아이들링과 중저속 때의 엔진 안정성에 영향을 미치는 것을 피하는 것은 어렵다. 일찍이 미국에서는 캠의 재연마를 전문으로 하는 곳이 번성했을 정도다. 이런 것을 실례로 하기 위해 튜너들 사이에서는 일부 자동차의 캠 샤프트를 재연마해 보는 경우가 적지 않다.

현재 가능한 캠샤프트를 소재로 해 고속사양의 캠을 얻기에는 <그림 3>처럼 베이스 서클을 D1에서 D2로 적게 하는 것에 의해 생기는


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