요즘의 엔진은 가변 밸브 타이밍 기술이 기본이다. 가변 밸브 타이밍에 따라 엔진의 효율도 달라진다. 그래서 밸브를 가변하는 엔진 헤드의 중요성도 더욱 강조되고 있다. 현대적인 가변 밸브 기술은 단순히 타이밍을 바꾸는 것에서 시작해 연속으로 밸브의 들림 정도를 제어하는 수준까지 발전하고 있다.

자동차는 그 자체로 가변하는 물건이다. 일단 움직이기 시작하면 타이어는 물론 서스펜션과 엔진의 출력 등이 계속적으로 변한다. 여기에 인위적인 가변이 더해지면서 자동차의 성능은 지속적으로 높아지고 있다. 인위적인 가변을 엔진으로 좁혀보면 밸브 타이밍을 상황에 따라 바꾸는 기술이 가장 돋보인다.

혼다의 VTEC으로 시작된 가변 밸브 타이밍은 지속적으로 발전을 해왔고 이제는 없어서는 안 되는 기술로 확실하게 자리를 잡았다. 특히 환경 규제가 강화되면서는 더욱 중요해졌다. 최근에 나온 새로운 가변 밸브는 이전처럼 출력 향상이 아니라 배기가스와 연료 소모를 줄이는데 더 큰 목적이 있다 하겠다.

가변 밸브 타이밍 기구로 불리는 VVT(Variable Valve Timing)는 DOHC 이후 엔진의 새로운 기본 사양으로 인식되고 있다. 초기에는 높은 리터당 출력으로 주목을 받았지만 지금은 VVT 역시 친환경의 주요 해법 중 하나이다. 직분사와 터보가 엔진의 새 트렌드로 떠오르고 있지만 가변 밸브 역시 필수적인 요소이다.

밸브는 엔진의 흡배기를 관장하는 부품이다. 흡입, 압축, 폭발, 배기의 4행정에 맞춰 4개의 밸브가 정밀하게 개폐를 반복하며 이 형상과 타이밍에 따라서 성격도 달라진다. 밸브는 캠샤프트에 의해 구동되는데, 캠의 프로파일에 따라 엔진의 성격도 정해진다. 고회전 지향의 엔진이면 캠의 프로파일도 높아진다. 베타 엔진을 예로 든다면 스퀘어 타입인 1.8은 롱스트로크 방식의 2.0 보다 캠의 프로파일이 높다. 이 캠샤프트는 고정된 프로파일이고 따라서 밸브 타이밍도 일정하다.

VVT는 각기 다른 회전수에서 밸브의 개폐 타이밍을 달리하는 것이다. 만약 출력을 늘리고자 한다면 고회전에서 더욱 많은 공기를 받아들이기 위해 흡배기 밸브의 열림 시간이 길어지고 닫히는 것도 늦춰진다. 만약 VVT가 없다면 엔진 개발자들은 보다 제한된 캠 타이밍 세팅을 하게 된다. 레이싱 엔진의 경우 목적이 뚜렷하기 때문에 저회전의 토크는 포기하고 고회전의 출력에만 신경 쓰면 된다. 이는 프로파일이 높은 캠샤프트, 일명 하이캠으로 통하는데 이럴 경우 저회전 토크가 부족해지고 심지어는 아이들링도 불안해진다.

하지만 양산 엔진은 종합적인 요소를 모두 고려해야 하기 때문에 세팅이 어렵다. 하지만 VVT는 캠샤프트의 프로파일 변경으로 밸브를 제어해 이론상으로 출력의 큰 희생 없이 저회전의 토크도 얻을 수 있다. VVT 이후에는 엔진 스피드에 따라 밸브의 들림 정도, 즉 리프트까지 조절하는 기술이 나왔다. 밸브를 빠르게 들고 열림 시간을 길게 가져갈 경우 고회전의 출력에서는 유리하지만 저회전에서는 오히려 효율이 떨어진다. 따라서 엔진의 스피드에 맞는 적절한 리프트가 필요하게 된다.

가변 밸브 타이밍 기술을 처음으로 제시했던 메이커는 피아트이다. 피아트는 1960년대 말 지오반니 토라자가 개발한 가변 밸브를 선보였고 1975년 가을에는 GM도 가변 밸브 리프트 기술을 특허로 등록했다. GM의 가변 밸브 리프트는 흡기를 컨트롤해 배기가스를 줄이는데 효과적이었지만 상용화하기에는 완성도가 모자랐다.

첫 양산 가변 밸브 타이밍은 1980년에 나온 알파로메오의 2리터 엔진이며 차후 알페타 2리터 엔진에도 적용됐다. 혼다는 1983년 내수에서만 팔리던 CBR400F에 VTEC을 처음 선보였다. 닛산도 1986년 VG30DE 엔진에 독자적인 VVT를 NVCS(Nissan Valve-Timing Control System) 이름으로 내놨다. 포드는 트럭 엔진에 가변 밸브 타이밍 기술을 사용한 첫 번째 메이커이기도 하다.

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