V4 엔진

3. 장점과 단점

4기통 직렬 엔진과 비교했을 때 V4 엔진은 길이가 훨씬 짧다. 두 피스톤이 공유 크랭크핀을 사용하는 90° V 각도에서는 엔진이 완벽한 1차 균형을 이루어 진동을 줄이는 데 유리하다.^[35] 또한 V4 엔진은 4기통 직렬 엔진보다 로킹 커플(rocking couple)이 더 작고, 더 짧은 크랭크 샤프트는 강성이 증가하여 비틀림 진동의 영향을 덜 받는다.

하지만 V4 엔진은 4기통 직렬 엔진보다 폭이 넓고, 두 개의 배기 매니폴드, 두 개의 실린더 헤드, 두 개의 밸브 트레인(오버헤드 캠 엔진의 경우 두 개 또는 네 개의 캠축)이 필요하다. 반면 4기통 직렬 엔진은 하나의 실린더 헤드, 하나의 매니폴드, 하나의 밸브 트레인, 그리고 하나 또는 두 개의 캠축만 있으면 된다.^[36] 이처럼 V4 엔진은 부품 수가 많아져 비용과 복잡성이 증가한다.

V4 엔진은 4기통 직렬 엔진보다 넓기 때문에 보조 드라이브, 흡기 시스템, 배기 시스템을 통합하면서 작은 크기를 유지하기가 더 어렵다. 60° V4 엔진은 90° V4 엔진보다 작지만, (크랭크핀이 분할되지 않은 경우) 60° 설계는 완벽한 1차 균형을 갖지 않으므로 진동을 줄이기 위해 밸런스 샤프트가 필요할 수 있다. 또한 공유 크랭크핀을 가진 모든 (4행정) V4 엔진은 불균일하게 점화되어 더 무거운 플라이휠이 필요할 수 있다.

4행정 V4 엔진은 일반적인 직렬 4기통 엔진에 비해 특히 저회전 시에 고동감 있는 토크 필링을 제공한다.

4. 자동차 사용

V4 엔진은 초기에는 그랑프리 레이싱카(후에 '포뮬러 원'으로 불림)에 사용되었다. 1898년 프랑스에서 제작된 모르 후방 엔진 차량에 V4 엔진이 장착되었으나,^[3][4] 1901년에 직렬 4기통 엔진으로 교체되었다.^[5] 1907년 프랑스 그랑프리에 출전한 J. Walter Christie 차량은 19891cc V4 엔진을 사용했는데, 이는 그랑프리 레이스에서 사용된 가장 큰 엔진이었다.^[6]

1960년대 이후 승용차에서는 V4 엔진이 거의 사라졌다. 란치아는 1922년 란치아 람다부터^[8] 1976년까지 좁은 각도의 V4 엔진을 사용했다. 이 엔진은 두 뱅크에 공유되는 오버헤드 캠샤프트 1개가 있는 단일 실린더 헤드를 갖추고, 알루미늄 블록과 헤드를 사용했다.^[14]

ZAZ Zaporozhets (1960-1994)는 후방 장착 V4 엔진을 사용한 소련의 시내형 자동차였다.^[14] 이 엔진은 LuAZ-967 수륙양용 군용 차량에 사용된 설계를 기반으로 했으며, 마그네슘 블록을 사용한 공랭식 엔진으로, 0.7L에서 1.2L 배기량으로 생산되었다.^[9]

5. 모터사이클 사용

V4 엔진을 장착한 최초의 모터사이클 중 하나는 1931년부터 1935년까지 영국에서 제작된 매치리스 실버 호크였다.^[20] 실버 호크는 좁은 각도(16도) V4 엔진을 사용했다. 1936년부터 1938년까지 오스트리아에서 제작된 푸흐 P800은 매우 넓은 각도(170도) V4 엔진을 사용했다.^[21]

1980년대 중후반, 혼다는 90° V4 엔진과 수냉 방식을 갖춘 횡형 엔진을 오토바이에 널리 사용했다.^[23] 2020년 이후 MotoGP에서는 혼다 RC213V, 두카티 데스모세디치, KTM RC16, Aprilia 등이 V4 엔진을 사용하고 있다. V4 엔진은 다음과 같은 장점을 가진다.

• 폭이 좁아 더 좁고 공기역학적인 오토바이를 만들 수 있으며, 무게 중심이 낮아진다.
• 불균등한 점화로 가속 시 뒷바퀴 트랙션 관리가 용이하다.
• 2차 밸런스가 뛰어나 고RPM에서 엔진 피드백이 좋다.
• RPM 범위에서 토크가 균등하게 분산된다.

6. 기타 용도

V4 엔진은 짧은 엔진 길이 덕분에 선외 모터에 사용되어 선외 해양 응용 분야에서 인기가 높다.

1958년, 존슨(Johnson)과 에빈루드(Evinrude)는 70.7CID V4 선외 모터를 출시했는데, 정격 출력은 50hp이고 무게는 약 90.72kg이었다.^[24] 1972년까지, 동일한 기본 V4 블록은 레이싱에서 제조사들이 얻은 경험 덕분에 표준 형태로 두 배 이상의 마력을 생산했다.^[25] 1988년, 야마하는 미국 시장에 "정밀 혼합" 오일 분사 방식을 갖춘 130hp 2행정 V4 엔진을 출시했다.^[26] 대부분의 선외 모터는 일반적으로 기화기를 사용하는 2행정 엔진이다.

위스콘신 모터 매뉴팩처링 컴퍼니는 1935년부터 산업, 농업 및 고정형 애플리케이션용 가솔린 V4 엔진 생산을 시작했으며,^[27] 여러 농업 장비 제조업체에서 위스콘신 V4 엔진을 사용했다.^[28] 1950년, 가장 큰 위스콘신 V4 엔진은 배기량 255CID에 56.5hp의 출력을 3000 rpm에서, 최대 토크 162lbft을 1250 rpm에서 낸 VR4D였다.^[29] 이 회사는 2019년까지 V4 엔진을 생산했다.^[30]

1940년대 중반, 영국에 있는 터너 제조는 산업 및 해양 용도로 디젤 수냉식 V4 엔진을 생산했다. 이 엔진은 1949~1957년 ''터너 요먼 오브 잉글랜드'' 트랙터에 사용되었다.^[31]

미쓰비시 중공업은 1973년부터 73식 장갑차 및 관련 일본 군용 차량에 사용되는 공랭식 디젤 V4 엔진인 ''4ZF''를 제작했다.^[32][33]

7. 한국에서의 사용

미쓰비시 중공업은 73식 장갑차 및 관련 일본 군용 차량에 사용되는 4ZF 공랭식 디젤 V4 엔진을 제작했다.^[32][33] 4기통 엔진은 일반적으로 V형으로 제작할 필요성이 적어 세계적으로 드문 사례이다. 73식 장갑차의 V4 엔진 채택은 74식 전차(V10), 75식 155mm 자주 곡사포(V6) 등과 엔진 기본 설계를 공유한 결과이다.

7. 1. 한국의 특수한 사례: 73식 장갑차

참조

_[1] 웹사이트 Automobilový vidlicový čtyřválec (V4): Proč se skoro nepoužívá? http://www.auto.cz/a[...] 2017-05-17
_[2] 웹사이트 Why Are V4 Engines So Rare? https://jalopnik.com[...] 2018-03-20
_[3] 웹사이트 Grand Prix Cars - Mors 60 HP http://www.grandprix[...] 2019-12-07
_[4] 웹사이트 MORS http://www.brighton-[...]
_[5] 간행물 The Mors Motor-Car 1897-03
_[6] 웹사이트 Top 10, motores V4 como el de Porsche en Le Mans http://revistacar.es[...] 2017-07-17
_[7] 웹사이트 Walters V4 https://www.klassike[...] 2019-12-07
_[8] 간행물 100 Years of Motoring https://books.google[...] 1985-05-25
_[9] 서적 The World guide to automobile manufacturers https://books.google[...] Facts on File Publications
_[10] 웹사이트 Mighty Mite M422 http://www.4wdonline[...] 4WD Online 2018-03-20
_[11] 웹사이트 1961 AMC M422A1 Mighty Mite - Tin Soldier http://www.fourwheel[...] Four Wheeler Network 2013-01-01
_[12] 웹사이트 AMC M422 Mighty Mite Jeep (1959-62) https://motor-car.ne[...] 2019-12-07
_[13] 웹사이트 Ranking The Best And Weirdest Engines Ever Made By Jeep https://autowise.com[...] 2019-12-07
_[14] 웹사이트 Obsolete Engines 101: The Mythical "V4" http://www.carthrott[...] 2009-09-10
_[15] 서적 SAAB 99 & 900: The Complete Story https://books.google[...] Crowood
_[16] 간행물 1971 Saab 96 V4: A Ford-sourced engine gave this Swede a new lease on life https://www.hemmings[...] 2017-12
_[17] 서적 Sports Cars: 500 Series https://books.google[...] MBI Publishing
_[18] 서적 Ford Transit: Fifty Years https://books.google[...] Crowood
_[19] 웹사이트 Porsche starts in Le Mans with four works cars http://www.porsche.c[...] 2014-01-13
_[20] 웹사이트 1930 Matchless Silver Hawk https://www.pipeburn[...] Pipeburn 2016-06-17
_[21] 웹사이트 Austrian Motorcycles https://cybermotorcy[...] 2019-12-08
_[22] 웹사이트 Puch P800 https://motos-of-war[...] 2019-12-08
_[23] 웹사이트 Historical V4's http://www.hondanews[...] American Honda Motor
_[24] 간행물 Big News for Boaters: the V4 outboard engine https://books.google[...] 1957-10
_[25] 간행물 New Outboards https://books.google[...] 1972-02
_[26] 간행물 Outdoors: Yamaka stirs up the waterways https://books.google[...] 1988-04
_[27] 웹사이트 Early History Of The Wisconsin Motor Company http://www.wisconsin[...] 2016-01-14
_[28] 간행물 Wisconsin Motors advertisement https://books.google[...] 2016-01-14
_[29] 간행물 Wisconsin Motors Corp. https://books.google[...] 2016-01-14
_[30] 웹사이트 Engine: W4-1770 http://www.wiengines[...]
_[31] 웹사이트 Yeoman of England Tractors http://turnermanufac[...] Turner Manufacturing 2021-03-19
_[32] 웹사이트 Type 75 Multiple Launch Rocket System http://www.military-[...] 2019-12-08
_[33] 웹사이트 Type 75 MLRS 130mm Multiple-Launch Rocket System - Japan https://www.military[...] 2019-12-08
_[34] 문서 直4の場合はクランクシャフト2回転=720°に対して180°×4で対応する。しかしV4の場合180度V型として仕立てると、点火順序が例えば右前～左後～右後～左前のような形になってしまう
_[35] 웹인용 Automobilový vidlicový čtyřválec (V4): Proč se skoro nepoužívá? http://www.auto.cz/a[...] 2017-05-17
_[36] 웹인용 Why Are V4 Engines So Rare? https://jalopnik.com[...] 2018-03-20