V6 엔진

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1. 개요

V6 엔진은 실린더가 V자 형태로 배열된 6기통 엔진으로, 자동차 엔진에 비교적 늦게 도입되었다. 1950년 란치아 아우렐리아에 처음 사용되었으며, 이후 석유 파동 이후 미국 자동차의 다운사이징, 일본 자동차의 V형 엔진 전환, 다운사이징 컨셉과 전동화 흐름에 따른 스포츠카 채용 증가 등의 변화를 겪었다. V6 엔진은 60°, 90°, 120° 등 다양한 뱅크 각도를 가지며, 횡 배치 엔진 차량에 더 큰 엔진 옵션으로 사용되기도 한다. 모터스포츠에서도 다양한 형태로 활용되었으며, F1, 인디카 시리즈 등에서 V6 터보 엔진이 사용되고 있다.

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V6 엔진 - 닛산 VE 엔진
닛산 VE 엔진은 닛산에서 개발한 수랭식 V형 6기통 DOHC 엔진으로 닛산 맥시마 등에 탑재되었으나, VG30E 엔진 대비 소폭 향상된 성능을 보였지만 VQ 엔진으로 대체되며 단종되었다.
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V6 엔진
개요
V형 6기통 엔진
명칭
영어	V6 engine
일본어	V型6気筒 (V-gata 6-kitō)
한국어	V6 엔진
기술적 특징
실린더 배치	V형
실린더 수	6개
뱅크각	15° 54° 60° 90°
특징
장점	직렬 4기통 엔진보다 부드러운 작동 직렬 6기통 엔진보다 짧은 길이
단점	직렬 6기통 엔진보다 복잡한 구조 밸런스 샤프트 필요 (일부 설계)
뱅크각에 따른 특징
15°	좁은 V형 엔진으로, 직렬 엔진과 유사한 크기
54°, 60°	완벽한 1차 및 2차 균형 달성
90°	V8 엔진과 생산 설비 공유 가능
주요 사용 차량
알파 로메오	알파 로메오 아레세 V6 엔진
뷰익	뷰익 3800 엔진
닛산 자동차	닛산 VQ 엔진
제너럴 모터스	GM High Value 엔진
포드	포드 사이클론 엔진 포드 듀라텍 V6 엔진
폭스바겐	폭스바겐 VR6 엔진
기타
관련 엔진 형식	V3 엔진 V4 엔진 V5 엔진 V8 엔진 V10 엔진 V12 엔진

2. 역사

V6 엔진은 6개의 실린더가 V자 형태로 배치된 엔진이다. 1906년 마먼 모터 카 컴퍼니에서 최초의 V6 엔진을 제작했지만, 이는 프로토타입에 그쳤다.^[8] 본격적인 양산은 1950년 란치아가 란치아 아우렐리아에 60° V6 엔진을 도입하면서 시작되었다.^[12]

석유 파동 이후 미국의 자동차 다운사이징 추세에 따라 V8 엔진 기반의 90° V6 엔진이 등장하며 대중화되었다. 푸조, 르노, 볼보가 공동 개발한 PRV 엔진도 V8 엔진을 설계 변경한 90° V6 엔진이었다.

1979년부터 2005년까지 생산된 알파 로메오 V6 엔진은 알파 로메오 알파 6에 처음 도입되었으며, 60° V각, 알루미늄 구조, 실린더당 2개의 밸브를 사용했다. 1970년에는 시트로엥 SM에 마세라티가 제작한 90° V6 엔진이 탑재되었다. 쉐보레 90° V6 엔진은 1978년에 도입되어 36년 동안 생산되었다.

최초의 대량 생산 일본 V6 엔진은 1983년부터 2004년까지 생산된 닛산 VG 엔진이다. 혼다 C 엔진(1985년), 미쓰비시 6G7 엔진과 마쓰다 J 엔진(1986년), 토요타 VZ 엔진(1988년), 이스즈 V 엔진(1992년) 등이 뒤를 이었다.

독일 자동차 제조사들은 V6 엔진 채택이 늦었는데, 1990년 아우디 100에 90° V6 엔진이 처음 출시되었고, 1990년대에 폭스바겐의 VR6 엔진이 도입되었다. 1998년 메르세데스-벤츠는 M112 엔진을 도입했고, 2017년에 V6 엔진 생산을 중단하고 직렬 6기통 엔진으로 전환했다.

최초의 독립 설계된 영국 V6 엔진은 로버 KV6 엔진이며, 재규어는 AJ-V6 엔진을 2011년까지 사용하다가 AJ-V8 엔진의 V6 버전을 랜드로버와 공유했다. 90° V6 엔진은 2020년에 단종되었고, 재규어 랜드로버는 인제니움 엔진으로 대체했다.

1990년대 중반까지 V6 엔진은 6기통 자동차 엔진의 가장 일반적인 구성이었지만, 현재는 터보차저 4기통 엔진으로 대체되고 있다.

2. 1. 초기 역사

헨리 포드는 1930년대 후반부터 1940년대 초까지 소형 경제 자동차 설계를 위해 5기통 직렬 엔진을 개발했다. 그러나 이 엔진은 미국의 소형 자동차에 대한 수요 부족으로 생산되지 못했다.^[32]

1906년, 4기통 엔진과 V8 엔진이 등장한 지 몇 년 후, 최초의 V6 엔진이 제작되었다. 이 V6 엔진은 미국 마먼 모터 카 컴퍼니에서 제작한 단일 프로토타입 자동차 엔진이었다.^[8] 이 엔진은 생산으로 이어지지 않았다. 이와 유사하게, 1918년에는 뷰익에서 단일 프로토타입 엔진을 생산했다.^[9]

1910년 들라에는 1911년 들라에 타입 44 자동차에 탑재된 최초의 30° 3.2리터 V6 엔진을 생산했다.^[10]^[11]

란치아 V6 엔진은 1950년 란치아 아우렐리아에 처음 도입되었다. 란치아는 약 30년 동안 V4 엔진을 생산해 왔으며, 주요 목표 중 하나는 V4 엔진에 비해 진동을 줄이는 것이었다. 이 V6 엔진은 60도의 V각과 6개의 크랭크핀을 사용하여 진동을 줄이기 위해 균등하게 간격을 둔 점화 순서를 사용했다.^[12]

2. 2. 미국 자동차의 다운사이징과 V6 엔진

1970년대 석유 파동 이후, 미국 자동차 회사들은 다운사이징 추세에 따라 V6 엔진 채택을 확대하였다. 이 V6 엔진들은 V8 엔진을 기반으로 설계되었으며, 뱅크 각도는 90°였다.

'''GMC''': 1959년에 픽업트럭 및 캐리올에 60° V6 가솔린 엔진을 도입하였다.
'''뷰익''': 1962년에 V8 엔진 기반의 90° V6 엔진(뷰익 파이어볼 V6)을 도입하였다. 이 엔진은 초기에는 불규칙 연소 엔진이었으나, 이후 크랭크축을 "분할 핀" 구성으로 재설계하여 "균등 연소" 버전으로 개선되었다. 1990년에 3800 V6가 된 후, 신뢰성, 강력함, 연비 효율성으로 명성을 얻어 GM의 FWD 중형 및 대형 자동차의 주력 엔진이 되었다. 2008년에 단종되었지만, 2,500만 대 이상 생산되어 역사상 가장 많이 생산된 엔진 중 하나가 되었으며, 20세기의 워즈 10대 엔진 목록에 올랐다.^[32]

2. 3. 유럽 및 일본 자동차의 V6 엔진

1965년 포드는 독일 지사에서 쾰른 V6 엔진을, 1966년에는 영국 지사에서 포드 에섹스 V6 엔진을 도입했다. 두 엔진 모두 60도 V각을 사용했다.^[32] 1967년 디노 206 GT는 페라리의 첫 번째 V6 로드카로, 65도 V각을 가지고 있었다.

1983년 닛산은 닛산 세드릭 / 글로리아 (Y30형)에 VG 엔진을 탑재하여 일본 승용차 최초의 V6 엔진을 선보였다. 1984년에는 2세대 닛산 맥시마 (PU11형)에 VG 엔진을 탑재하여 일본 FF 차량 최초의 V6 엔진을 탑재했다. 이후 혼다 레전드나 토요타 캠리 등에도 V6 엔진이 채용되었다.

1990년대에는 일본 자동차 제조사들이 직렬 6기통 엔진에서 V6 엔진으로 전환하는 추세가 가속화되었다. 토요타 크라운이나 닛산 스카이라인과 같이 직렬 6기통을 계속 채용해 온 차종도 모델 체인지를 계기로 V6 엔진으로 전환하는 사례가 많아졌다.

1995년에는 현대자동차가 현대 시그마 엔진을 도입하여 대한민국 최초의 V6 엔진을 선보였다.

2. 4. 21세기 V6 엔진의 변화

2000년대에는 다운사이징 컨셉과 전동화 흐름에 따라 1천만 엔 급의 스포츠카에서도 V6 엔진 채택 사례가 증가했으며, 페라리 296GTB와 리바이벌된 포드 GT (2세대)가 전통적인 V8 대신 V6 터보 엔진을 채용한 것이 대표적인 예시이다.^[32] 그러나 직렬 4기통 엔진이 V6 엔진의 영역을 대체하는 경우도 늘어나, 중가격대에서는 V6 엔진을 거의 찾아볼 수 없게 되었다. 2023년 현재, V6 엔진을 장착한 승용차를 국내 판매하고 있는 국산 제조사는 토요타와 닛산뿐이다.

또한 직렬 6기통 엔진이 충돌 안전 기준을 통과할 수 있게 되면서 그 장점이 재평가되어, 이전과 비교하면 V형 엔진의 우위성은 줄어들고 있다.

3. 디자인

V6 엔진은 길이가 짧아 횡 배치 엔진 차량에 주로 사용되며, 특히 직렬 4기통 엔진을 사용하는 차량의 더 큰 엔진 옵션으로 자주 사용된다. 고급차에서는 직렬 6기통 엔진보다 진동이 더 크다는 단점이 있다. 포르쉐 911과 같은 일부 스포츠카는 수평대향 6기통 엔진을 사용하는데, 이는 거의 완벽한 1차 엔진 밸런스와 낮은 무게 중심으로 조종성을 향상시키기 때문이다.

현대 V6 엔진의 배기량은 일반적으로 2.5L에서 4L 사이이지만, 더 작거나 큰 예도 있다. 예를 들어 1991-1998년형 마쓰다 MX-3에는 1.8L 마쓰다 V6^[2]가, 1992-1998년형 미라주/랜서에는 1.6L 미쓰비시 V6 엔진이 사용되었다. 가장 큰 가솔린 V6 엔진은 1962년 GMC C/K 시리즈 6500에 사용된 7.8L GMC V6 엔진이다.

V6 엔진은 6개 이상의 실린더를 가진 "다기통 엔진"에서 직렬로 실린더를 배열하면 엔진 길이가 길어져 차체 탑재나 무게 배분에 제약이 따르는 경우가 많았다. 따라서 V형으로 실린더를 배치하여 길이를 줄인 6기통 엔진이 V6 엔진이다. 직렬 6기통 엔진에 비해 차체 탑재 자유도가 높아지지만, 진동이나 느낌의 질감은 다소 불리하다.

1990년대 이후 충돌 안전 기준이 엄격해지면서 직렬 6기통 엔진은 이를 통과하기 어려워졌고, V6 엔진이 증가하여 현재는 중·대형 고급 승용차나 스포츠카 등에 많이 사용된다. 세로 배치의 FR 및 4륜구동이 많지만, 가로 배치의 FF 차량도 있다.

시판차에 탑재된 최소 V형 6기통 엔진은 미쓰비시 란서 및 미쓰비시 미라주 세단의 1.6L 모델(6A10)이다.

3. 1. 실린더 뱅크 각도

V6 엔진은 6개의 실린더가 V자 형태로 배치된 엔진이다. 실린더 뱅크 각도는 엔진의 균형, 크기, 흡배기 시스템 배치 등에 영향을 미친다.

4행정 엔진은 2회전(720°)에 1사이클이므로 뱅크 각도를 720°의 6등분인 120°로 하면 마주보는 실린더에서 크랭크 핀을 공유할 수 있어 등간격 연소로 엔진 전체 길이를 줄일 수 있다.^[2] 그러나 실제로 120°를 채택하면 엔진 폭이 넓어져 문제가 될 수 있다.^[2]

이를 해결하기 위해 그 절반인 60°를 채용하고 크랭크 핀을 60° 오프셋하여 연소 간격을 등간격으로 하는 사례도 있다. 단, 60°는 뱅크가 너무 좁아 흡배기 계통의 배치가 어렵다는 단점이 있다. 디노 206GT에 탑재된 디노 V6 엔진이 65°라는 변칙적인 뱅크 각도를 가진 것은 이러한 단점 때문이다.

한편, 90°는 양쪽 뱅크 사이의 흡기 계통을 포함하여 차량 장착 시 전체 높이를 낮게 억제할 수 있고, 불균등 간격 연소이면서도 진동을 상쇄하면서 엔진 전체 길이를 줄일 수 있으며, V8 엔진과의 생산 설비 공용화의 장점이 있기 때문에 많이 사용된다. 따라서 V8 엔진도 함께 생산하는 제조사에서는 효율성 측면에서 90° 뱅크가 주류가 되고 있다.

V6 엔진에서는 해당 뱅크 중 하나에 해당하는 직렬 3기통과 마찬가지로 1차 및 2차 진동은 모두 균형을 이루지만 엔진 전체를 흔드는 우력 진동이 발생한다.^[6] 뱅크 각도 120° 및 60°에서는 이 운동이 원형이기 때문에 밸런스 웨이트를 추가하여 상쇄할 수 있지만, 다른 뱅크 각도에서는 타원이 되기 때문에 밸런스 웨이트를 추가해도 완전히 상쇄할 수 없다.^[6] 따라서 90° 뱅크 등에서는 밸런스 샤프트가 사용되는 경우가 있다.

다음은 다양한 각도의 V6 엔진 예시이다.

각도	제조사 및 엔진
45°	EMD 567 및 EMD 645 기관차, 선박 및 고정형 디젤 엔진 (V8 및 V16 엔진 기반)
54°	제너럴 모터스 54도 자동차 엔진 (1994-2004). 소형 횡 배치 엔진 전륜 구동 자동차에 사용.
55°	스즈키 선외기
65°	페라리 디노 자동차 엔진 (1956-1975). 닛산-르노 V9X 자동차 엔진 (2009년, 터보차저 장착).
72°	메르세데스-벤츠 OM642 BlueTEC 디젤 엔진
75°	이스즈 V 엔진 (이스즈 로데오, 이스즈 트루퍼, SOHC 및 DOHC 버전). 혼다 NSX (2016-2022)
80°	혼다 RA168-E 엔진 (McLaren MP4/4 포뮬러 1 레이싱카)
10.6°	폭스바겐 (골프 등)
60°	GM 그룹 (폰티악 피에로 등), 마쓰다 (란티스, MX-6, 크로노스 등), 토요타, 닛산, 혼다
90°	혼다 (NSX 등), 아우디 (A4, A5, A6, A7, A8, Q5, Q7, Q8), 포르쉐 (카이엔, 파나메라), 메르세데스-벤츠 M272 엔진, 마세라티 MC20
120°	페라리 디노 156, 아우디 R18, 맥라렌 아투라, 페라리 296GTB

3. 1. 1. 10 ~ 15도

폭스바겐은 1991년부터 10.5도와 15도의 좁은 각도 ''VR6'' 엔진을 생산했다. 이 엔진은 1922년부터 1976년까지 생산된 란치아 V4 엔진과 유사한 설계를 공유한다. VR6 엔진은 단일 실린더 헤드를 사용하므로 기술적으로는 직렬 엔진이지만, "VR6"라는 이름은 독일어 단어 "Verkürzt"(단축된)와 "Reihenmotor"(직렬 엔진)의 조합에서 유래되었다.^[1] VR6 엔진은 원래 직렬 4기통 엔진을 위해 설계된 횡 배치 엔진 전륜 구동 차량에 사용되었다. VR6 엔진은 길이가 약간 늘어나고 폭이 좁아 엔진룸에 비교적 쉽게 장착할 수 있었으며, 배기량을 50% 증가시켰다.^[1]

실린더 뱅크 사이의 V자형 공간에 흡기 시스템을 위한 공간이 없기 때문에 모든 흡기는 엔진의 한쪽에 있고, 모든 배기는 반대쪽에 있다.^[1] 이 엔진은 일반적인 V6 점화 순서인 1-2-3-4-5-6 또는 1-6-5-4-3-2 대신 1-5-3-6-2-4의 점화 순서를 사용한다(이는 대부분의 직렬 6기통 엔진에서 사용되는 점화 순서).^[1]

V6에서는 해당 뱅크 중 하나에 해당하는 직렬 3기통과 마찬가지로 1차 및 2차 진동은 모두 균형을 이루지만 엔진 전체를 흔드는 우력 진동이 발생한다. 다른 V형 엔진과의 공용을 고려할 필요가 없는 경우, 엔진 소형화를 위해 60°보다 좁은 뱅크 각도가 사용될 수 있다. 대표적인 예로 폭스바겐 VR6 엔진이 있지만, 이 엔진은 흡배기 면에서는 V6라기보다는 직렬 6기통을 서로 엇갈리게 배치한 형태이다.^[1]

10.6°: 폭스바겐 (골프 등)^[1]

3. 1. 2. 60도

V형 60도는 엔진 밸런스 측면에서 V6 엔진에 최적의 구성이다.^[4] 각 실린더에 개별적인 크랭크 핀이 사용될 때(예: 6개의 크랭크 축 사용), 120도의 균일한 점화 간격을 사용할 수 있다. 이 점화 간격은 60도 V각도의 배수이므로, 적절한 점화 순서를 사용하여 연소력을 균형 있게 조절할 수 있다.

각 실린더 뱅크를 형성하는 직렬 3기통 엔진은 불균형한 회전력과 왕복력을 발생시킨다. 이러한 힘은 모든 V6 엔진에서 균형을 이루지 못하며, 종종 진동을 줄이기 위해 밸런스 샤프트를 사용하게 된다.

1950년 란치아 V6 엔진은 진동을 줄이기 위해 6개의 크랭크축을 사용한 선구적인 엔진이었다. 최근 설계에서는 종종 크랭크 핀 사이에 '플라잉 암'이 있는 3개의 크랭크축을 사용하여 120도의 균일한 점화 간격을 얻는다. 그런 다음 크랭크축의 한 쌍의 균형추를 사용하여 1차 힘을 거의 완벽하게 상쇄^[7]하고 2차 진동을 허용 가능한 수준으로 줄일 수 있다.^[7] 엔진 마운트를 이용하여 이러한 나머지 진동을 흡수하도록 설계할 수 있다.^[7]

60도 V각도는 더 큰 V각도를 가진 V6 엔진보다 전체적으로 더 좁은 엔진을 만든다. 이 각도는 종종 전체 엔진 크기를 정육면체 형태로 만들어서 엔진을 엔진룸에 종방향 또는 횡방향으로 쉽게 장착할 수 있게 한다.

60° 각도를 채택한 엔진은 다음과 같다.

제조사	엔진 모델	탑재 차량
GM		폰티악 피에로
마쓰다		란티스, MX-6, 크로노스
토요타	1GR-FE
닛산	VG 엔진
혼다

3. 1. 3. 90도

^[5]

많은 제조사, 특히 미국의 제조사들은 기존의 90도 V8 엔진을 기반으로 90도의 V각을 가진 V6 엔진을 제작했다. 이러한 구성은 V8 엔진에서 두 개의 실린더를 제거하고 4개의 크랭크 축을 3개의 크랭크 축으로 교체함으로써 설계를 쉽게 할 수 있었다. 이는 설계 비용을 절감하고 새로운 V6 엔진이 V8 엔진과 부품을 공유할 수 있게 해주었으며, 때로는 제조사가 V6와 V8 엔진을 동일한 생산 라인에서 제작할 수 있도록 했다.

90도 설계의 단점은 60도 V6보다 엔진이 더 넓고 진동이 더 많다는 것이다. 초기 90도 V6 엔진(예: 뷰익 파이어볼 V6 엔진)은 V8 엔진에서 유래하여 서로 120도로 배치된 3개의 공유 크랭크핀을 가지고 있었다. 이로 인해 불규칙한 점화 순서가 발생하여 실린더의 절반은 90도의 점화 간격을 사용하고 나머지 절반은 150도의 간격을 사용했다. 불규칙한 점화 간격은 낮은 엔진 속도에서 "불쾌한" 진동을 일으켰다.

몇몇 최신 90도 V6 엔진은 피스톤 쌍 사이에 30도 오프셋된 분할 크랭크핀을 사용하여 모든 실린더에 대해 120도의 균일한 점화 간격을 생성하여 진동을 줄였다.^[4] 예를 들어, 1977년 뷰익 231 "균등 점화" V6 엔진은 균일한 점화 순서를 달성하여 진동을 줄이기 위해 분할 핀 크랭크 샤프트를 사용한 뷰익 파이어볼 엔진의 업그레이드 버전이었다.^[7]^[6] 이러한 '분할' 크랭크핀은 직선 크랭크핀보다 약하지만, 현대의 야금 기술은 충분히 강한 크랭크 샤프트를 생산할 수 있다.

밸런스 샤프트 및/또는 크랭크 샤프트 카운터 웨이트는 90도 V6 엔진의 진동을 줄이는 데 사용될 수 있다.^[7]

90° V6 엔진은 양쪽 뱅크 사이의 흡기 계통을 포함하여 차량 장착 시 전체 높이를 낮게 억제할 수 있고, 불균등 간격 연소이면서도 진동을 상쇄하면서 엔진 전체 길이를 줄일 수 있으며, V8 엔진과의 생산 설비 공용화의 장점이 있다. 따라서 V8 엔진도 투입하는 제조사에서는 효율성 측면에서 90° 뱅크가 주류가 되고 있다.

90° V6 엔진을 사용한 예로는 NSX, 아우디(A4, A5, A6, A7, A8, Q5, Q7, Q8), 포르쉐(카이엔, 파나메라), 메르세데스-벤츠 M272 엔진, 마세라티 MC20 등이 있다.

3. 1. 4. 120도

120도 V6 엔진은 이론적으로 최적의 V각을 가진다. 교차하는 뱅크의 피스톤 쌍이 3개의 크랭크축 핀을 공유할 수 있고, 연소력이 실린더 뱅크 사이의 각도와 동일한 점화 간격에 의해 균형을 이루기 때문이다. 60도 또는 90도 구성과 달리 120도 구성은 플라잉 암, 분할 크랭크핀, 또는 7개의 메인 베어링을 가진 크랭크축을 필요로 하지 않는다. 그러나 각 뱅크에 있는 홀수 개의 실린더로 인해 발생하는 120도 V6 엔진의 주요 불균형은 여전히 남아있다.

120도 디자인은 엔진의 너비를 크게 만들어 수평대향 6기통 엔진보다 약간 좁을 뿐이다.^[1] 따라서 수평대향 6기통 엔진은 다양한 자동차에 사용되어 왔지만, 120도 V6 엔진의 사용은 몇몇 트럭 및 레이싱카 엔진으로 제한되어 왔다.^[1]

예외적으로 맥라렌 오토모티브의 M630 V6 엔진은 단일 밸런스 샤프트를 사용하여 모든 주요 커플을 제거하는 120도 뱅크 각도를 사용한다.^[1] 맥라렌 M630 엔진은 또한 '핫 V' 구성이라고 흔히 불리는 V자 내부에 터보차저를 배치하여 넓은 각도를 활용한다.^[1] 페라리 296 GTB는 실린더 뱅크 사이의 V각이 120도인 V6 터보를 장착한 최초의 페라리 로드카이다.^[1]

4행정 엔진은 2회전(720°)에 1사이클이므로 뱅크 각도를 720°의 6등분인 120°로 하면 마주보는 실린더에서 크랭크 핀을 공유할 수 있어 등간격 연소로 엔진 전체 길이를 줄일 수 있다.^[2] 그러나 실제로 120° 크랭크 핀 공유를 채용하면 엔진 폭이 넓어지기 때문에 패키징 면에서 문제가 될 수 있다.^[2]

V6에서는 해당 뱅크 중 하나에 해당하는 직렬 3기통과 마찬가지로 1차 및 2차 진동은 모두 균형을 이루지만 엔진 전체를 흔드는 우력 진동이 발생한다.^[6] 뱅크 각도 120°에서는 이 운동이 원형이기 때문에 밸런스 웨이트를 추가하여 취소할 수 있다.^[6]

120° V6 엔진을 사용한 예로는 페라리 디노 156, 아우디 R18, 맥라렌 아투라, 페라리 296GTB가 있다.^[7]

3. 1. 5. 기타 각도

각도	제조사 및 엔진 விவர
45°	EMD 567 및 EMD 645 기관차, 선박 및 고정형 디젤 엔진 (V8 및 V16 엔진 기반)
54°	제너럴 모터스 54도 자동차 엔진 (1994-2004). 소형 횡 배치 엔진 전륜 구동 자동차에 사용.
65°	페라리 디노 자동차 엔진 (1956-1975). 닛산-르노 V9X 자동차 엔진 (2009년, 터보차저 장착).
72°	메르세데스-벤츠 OM642 BlueTEC 디젤 엔진
75°	이스즈 V 엔진 (이스즈 로데오, 이스즈 트루퍼, SOHC 및 DOHC 버전). 혼다 NSX (2016-2022)
80°	혼다 RA168-E 엔진 (McLaren MP4/4 포뮬러 1 레이싱카)
10.6°	폭스바겐 (골프 등)
55°	스즈키 선외기
60°	GM 그룹 (폰티악 피에로 등), 마쓰다 (란티스, MX-6, 크로노스 등), 토요타, 닛산, 혼다
90°	혼다 (NSX 등), 아우디 (A4, A5, A6, A7, A8, Q5, Q7, Q8), 포르쉐 (카이엔, 파나메라), 메르세데스-벤츠 M272 엔진, 마세라티 MC20
120°	페라리 디노 156, 아우디 R18, 맥라렌 아투라, 페라리 296GTB

3. 2. 균형 및 평활성

모든 V6 엔진은 실린더 뱅크(각 뱅크는 직렬 3기통 엔진으로 구성) 간의 V각도에 관계없이 균일한 간격으로 점화되지만, 각 뱅크에 실린더 수가 홀수이기 때문에 주 불균형이 발생한다. 직렬 6기통 엔진과 수평대향 6기통 엔진은 이러한 불균형이 발생하지 않는다. 이러한 불균형으로 인한 진동을 줄이기 위해 대부분의 V6 엔진은 크랭크축에 하모닉 댐퍼를 사용하거나, 반대 방향으로 회전하는 밸런스 샤프트를 사용한다.^[3]

6기통 엔진은 4기통 엔진보다 동력 전달 시 맥동이 적다. 6기통 엔진은 동력 행정 중 중복으로 인해 한번에 하나의 피스톤만 동력 행정을 수행하는 4기통 엔진과 달리, 다음 피스톤이 이전 피스톤의 행정을 마치기 60° 전에 동력 행정을 시작하므로 플라이휠에 더 부드럽게 동력을 전달 할 수 있다.^[3]

다이나모미터에서 엔진을 비교하면, V6 엔진은 평균 토크보다 154% 높은 순간 토크 피크와 평균 토크보다 139% 낮은 골짜기를 보이며, 동력 행정 사이에는 약간의 음의 토크(엔진 토크 반전)가 나타난다. 4기통 엔진의 경우, 피크는 평균 토크보다 약 270% 높고, 골짜기는 평균 토크보다 210% 낮으며, 행정 사이에는 100%의 음의 토크가 전달된다. 그러나 90°와 150°의 불균일한 점화 간격을 가진 V6는 평균 토크보다 185% 높고 172% 낮은 큰 토크 변화를 보인다.^[3]

V6에서는 해당 뱅크 중 하나에 해당하는 직렬 3기통과 마찬가지로 1차 및 2차 진동은 모두 균형을 이루지만 엔진 전체를 흔드는 우력 진동이 발생한다. 뱅크 각도 120° 및 60°에서는 이 운동이 원형이기 때문에 밸런스 웨이트를 추가하여 취소할 수 있지만, 다른 뱅크 각도에서는 타원이 되기 때문에 밸런스 웨이트를 추가해도 완전히 취소할 수 없다. 따라서 90° 뱅크 등에서는 밸런스 샤프트가 사용되는 경우가 있다.

4. 자동차 분야에서의 활용

V6 엔진은 길이가 짧아 횡 배치 엔진 차량에 적합하며, 직렬 4기통 엔진을 사용하는 차량의 고성능 옵션으로 자주 사용된다. 그러나 직렬 6기통 엔진보다 진동이 크다는 단점이 있다. 일부 스포츠카는 엔진 밸런스가 좋고 무게 중심이 낮아 조종성을 향상시키는 수평대향 6기통 엔진을 사용한다.

현대 V6 엔진의 배기량은 일반적으로 2.5L에서 4L 사이이지만, 1.8L 마쓰다 V6^[2]이나 1.6L 미쓰비시 V6 엔진^[2]과 같이 더 작거나, 7.8L GMC V6 엔진과 같이 더 큰 경우도 있었다.

V6 엔진은 1990년대 중반까지 6기통 자동차 엔진의 가장 일반적인 형태였으며, 대부분의 직렬 6기통 엔진을 대체했다. 오늘날에는 다운사이징 추세에 따라 비슷한 출력을 내면서도 배출가스가 적고 연비가 좋으며 생산 비용이 저렴한 터보차저 4기통 엔진으로 대체되고 있다.

V6 엔진은 직렬 6기통 엔진에 비해 전장이 짧아 차체 탑재 자유도가 높지만, 진동이나 감성적인 면에서는 불리하다고 여겨진다. 1990년대 이후 충돌 안전 기준 강화로 직렬 6기통 엔진 탑재가 어려워지면서 V6 엔진이 증가했으며, 현재는 중·대형 고급 승용차나 스포츠카 등에 많이 사용된다. 세로 배치의 FR 및 4륜구동이 많지만, 가로 배치의 FF 차량도 있다.

시판차에 탑재된 가장 작은 V6 엔진은 미쓰비시 란서 및 미쓰비시 미라주 세단의 1.6L 모델(6A10)이다.^[2]

4. 1. 대한민국

현대자동차는 1995년 미쓰비시와의 기술 공유를 통해 대한민국 최초의 V6 엔진인 현대 시그마 엔진을 도입했다.^[8] 이후 V6 엔진은 주로 중형 및 대형 승용차, SUV 등에 탑재되고 있다.

4. 2. 일본

1983년, 닛산 세드릭/글로리아 (Y30형)에 VG형 엔진이 일본 승용차 최초로 탑재되었다.^[8] 이후 토요타 크라운이나 닛산 스카이라인 등 기존에 직렬 6기통 엔진을 사용하던 차종들도 모델 변경을 거치며 V6 엔진으로 전환하는 사례가 이어졌다. 2000년대에 들어서면서 V6 엔진은 직렬 엔진을 완전히 대체하게 되었다.

1984년에는 2세대 닛산 맥시마 (PU11형)에 VG형 엔진이 최초로 가로 배치 전륜구동(FF) 차량에 탑재되었으며, 이후 혼다 레전드나 토요타 캠리 등에도 V6 엔진이 채택되었다.

21세기에는 다운사이징 컨셉과 전동화 흐름에 따라 1천만 엔 급의 스포츠카에도 V6 엔진이 채택되는 사례가 늘고 있다. 페라리 296GTB와 리바이벌된 포드 GT (2세대)가 전통적인 V8 엔진 대신 V6 터보 엔진을 채택한 것이 대표적인 예시이다. 그러나 V6 엔진의 영역을 직렬 4기통 엔진으로 대체하는 경우도 늘어나면서, 중간 가격대에서는 V6 엔진을 찾아보기 어려워졌다. 2023년 현재, 일본 내에서 V6 엔진 승용차를 판매하는 국산 제조사는 토요타와 닛산뿐이다.

4. 3. 유럽

1950년 란치아가 란치아 아우렐리아에 V6 엔진을 처음 도입하면서 유럽에서 V6 엔진의 역사가 시작되었다.^[12] 란치아는 30년 가까이 V4 엔진을 생산해왔는데, V6 엔진은 V4 엔진보다 진동을 줄이는 것을 목표로 설계되었다. 60도의 V각과 6개의 크랭크핀을 가진 이 엔진은 균등한 간격의 점화 순서를 통해 진동을 줄였다.^[12]

포드는 1965년 독일 지사의 쾰른 V6과 1966년 영국 지사의 포드 에섹스 V6 엔진을 통해 유럽 로드카 엔진 시장에 진출했다. 두 엔진 모두 60도 V각을 사용했다. 1967년에는 디노 206 GT가 65도 V각을 가진 페라리 최초의 V6 로드카로 등장했다.

1979년부터 2005년까지 생산된 알파 로메오 V6 엔진은 알파 로메오 알파 6 럭셔리 세단에 처음 탑재된 후 다양한 알파 로메오 모델에 사용되었다. 60도 V각, 전체 알루미늄 구조, 실린더당 2개의 밸브를 가진 이 엔진은 1991년에 터보차저 버전, 1997년에 실린더당 4개의 밸브 버전이 추가되었다.

1990년 아우디 100에 2.8리터 90° V6 엔진이 처음 출시되면서 독일 제조사들도 V6 엔진을 채택하기 시작했다. 1990년대에는 폭스바겐이 중형 및 스포츠카 라인업에 좁은 각도의 VR6 엔진을 도입했다. 1998년 메르세데스-벤츠는 최초의 V6 엔진인 M112를 선보였고, 2017년에 V6 엔진 생산을 중단하고 직렬 6기통 엔진 생산으로 복귀했다.

4. 4. 미국

1959년 GMC V6 엔진이 픽업트럭과 캐리올에 사용되면서 미국에서 V6 엔진이 등장했다.^[12] 1962년에는 뷰익 V6 엔진이 도입되었는데, 초기에는 불규칙 연소 엔진이었으나 나중에 "균등 연소" 버전으로 개선되었다. 뷰익 V6 엔진은 2008년에 단종될 때까지 2,500만 대 이상 생산되어 역사상 가장 많이 생산된 엔진 중 하나가 되었으며, 20세기의 워즈 10대 엔진 목록에 선정되었다. 1950년에는 란치아 아우렐리아가 최초로 V6 엔진을 도입했다.

5. 모터스포츠에서의 활용

V6 엔진은 V8 엔진과 함께 오랫동안 모터스포츠에 사용되었지만, 1990년대부터 2000년대까지는 포뮬러 및 프로토타입 레이싱카에서 V8, V10, V12 엔진이 주류를 이루면서 다소 불운한 시기를 겪었다.

하지만 2010년대 이후 환경에 대한 관심이 높아지면서 다운사이징 개념이 유행했고, 이전까지 V8 자연 흡기 엔진을 사용했던 F1, F2, 인디카와 같은 주요 카테고리에서 V6 터보 엔진으로 전환하고 있다. 또한 슈퍼카 레이스 (그룹 GT3 및 LM-GTE)에서도 V6 터보 엔진을 탑재하는 차량이 늘면서 V6 엔진의 존재감이 다시 커지고 있다.

최초의 V6 엔진 양산차인 란치아 아우렐리아는 모터 레이싱에서도 성공을 거두었다. 1951년 밀레 밀리아에 출전하여 최고 성적으로 2위와 4위를 차지했다.^[13]^[14] 튜닝된 란치아 V6 엔진은 란치아 D24에 사용되어 1953년 카레라 파나메리카나에서 우승했다.^[15]^[16]

'르노-고르디니 CH1' 엔진은 1973년 '알핀 - 르노 A440' 스포츠카 레이싱카에 처음 도입되었다. 이 엔진은 1974년 유럽 2L 프로토타입 챔피언십과 여러 유러피언 포뮬러 2 챔피언십에서 우승했다. 터보차저 버전은 르노 알핀 A442에 사용되어 1978년 르망 24시에서 우승했다.

1981년, 페라리 126C 포뮬러 1 자동차는 터보차저 V6 엔진을 사용했다.^[21] 페라리는 1982년과 1983년에 터보차저 V6 엔진을 사용하여 포뮬러 1 컨스트럭터 챔피언십에서 우승했다.

닛산 GTP ZX-터보와 닛산 NPT-90은 1985년부터 1994년까지 IMSA 스포츠카 프로토타입 카테고리에서 경쟁했으며, 닛산 VG30ET 양산 엔진을 기반으로 한 터보차저 V6 엔진을 사용했다.^[22]^[23]

5. 1. F1

1950년대에 페라리는 F1용 엔진으로 V6 엔진을 채용했다. 처음에는 포뮬러 2용으로 배기량 1.5L 엔진을 개발했고, 이후 배기량을 2.4L까지 확대하여 포뮬러 1에 사용했다. 이 엔진은 뱅크 각 65°가 특징이었다.^[17]^[18]

1961년부터 규정 변경으로 F1용 엔진 배기량은 1.5L로 제한되었고, 페라리는 페라리 156 F1에 120° V6 엔진을 탑재했다. 이 엔진은 좌우 기통에서 크랭크 핀을 공유하여 등 간격 연소를 실현했고, 낮은 무게 중심으로 경주에서 유리했다. 하지만, 페라리는 1964년부터 V8 엔진을 탑재한 페라리 158F1로 전환했다.^[19]^[20]

자연 흡기 엔진 배기량이 3L, 과급기 엔진이 1.5L인 규정 하에서, 1977년 르노는 르노 RS01에 90° V6 터보 엔진(르노 고르디니 EF1)을 탑재하여 F1에 참전했다. 이는 F1 최초의 터보 엔진이었다.^[21] 초기에는 잦은 고장으로 어려움을 겪었지만, 1979년에 첫 우승을 차지하며 F1에서 터보 엔진의 가능성을 입증했다.

이후 페라리 등 여러 엔진 제조사들이 터보 엔진을 개발하면서, V6 엔진 외에도 직렬 4기통이나 V8 터보 엔진이 등장했다. 그러나 연비와 복잡성 문제로 인해 V6 엔진만이 살아남았고, 1989년 터보 엔진이 금지될 때까지 V6 터보 엔진이 F1을 지배했다.

1989년 규정 변경으로 터보 엔진이 금지된 후, F1은 2013년까지 자연 흡기(NA) 엔진을 사용했다. 2014년부터는 V6 1.6L 직분사 싱글 터보 엔진에 하이브리드 시스템을 결합한 새로운 파워 유닛이 도입되었다.

5. 2. 기타 레이싱

V6 엔진은 V8 엔진과 함께 오래전부터 모터스포츠에 채용되었지만, 1990년대부터 2000년대까지 포뮬러 및 프로토타입 레이싱카는 V8, V10, V12 엔진이 주류였고, V6 엔진은 다소 불운한 시대를 겪었다.

그러나 2010년대 이후 환경 의식 고조로 인한 다운사이징 개념의 유행으로, 이전까지 V8 자연 흡기 엔진을 채용했던 F1, F2, 인디카와 같은 주요 카테고리가 V6 터보 엔진으로 전환하고 있다. 또한 슈퍼카 레이스 (그룹 GT3 및 LM-GTE)에서도 V6 터보 엔진을 탑재하는 차량이 늘면서 V6 엔진의 존재감이 커지고 있다.

WRC (세계 랠리 선수권 대회)에서는 란치아 스트라토스가 미드십에 V6 엔진을 탑재하여 선수권 3연패를 달성했다.^[20]

알파 로메오 155 V6 TI는 1993년 DTM 시즌을 위해 설계되었으며, 11,900rpm에서 490PS의 최대 출력을 내는 엔진을 장착했다.

닛산 GTP ZX-터보와 닛산 NPT-90은 1985년부터 1994년까지 IMSA 스포츠카 프로토타입 카테고리에서 경쟁했으며, 닛산 VG30ET 양산 엔진을 기반으로 한 터보차저 V6 엔진을 사용했다.^[22]^[23] 닛산 300ZX는 1996-1997년 올 재팬 그랑 투어링 카 챔피언십 (현재 '슈퍼 GT' 챔피언십)에서 경쟁하기 위해 유사한 엔진을 사용했다.^[24]^[25]

최근 오픈 휠 레이싱에서는 V6 엔진으로 다운사이징하는 경향이 일반화되고 있다.

인디카 시리즈는 2012년에 터보차저 V6 엔진으로 전환했다.
GP3 시리즈는 2013년에 자연 흡기 V6 엔진으로 전환했다.
포뮬러 1 월드 챔피언십은 2014년에 터보차저 하이브리드 V6 엔진으로 전환했다.
FIA 포뮬러 2 챔피언십 (이전 GP2 시리즈)은 2018년에 터보차저 V6 엔진으로 전환했다.
FIA 포뮬러 3 챔피언십 (GP3 시리즈와 FIA 포뮬러 3 유러피언 챔피언십의 합병)은 2019년부터 자연 흡기 V6 엔진을 사용하고 있다.

6. 해상 운송 및 철도 엔진에서의 활용

V6 엔진은 중대형 선외 모터의 동력 장치로 사용된다.

최초로 생산된 V6 엔진은 1908년부터 1913년까지 독일의 도이츠 가스모토렌 파브릭에서 제작되었다. 이 V6 엔진은 가솔린-전기 철도 엔진의 발전기로 사용되었다.^[26]

7. 오토바이에서의 활용

라베르다 V6는 1977년 밀라노 쇼에서 공개된 레이싱 오토바이였다.^[27] 이 오토바이는 1978년 볼 도르 24시간 내구 레이스에 참가했지만, 약 8시간 후에 기계적 문제로 기권했다.^[28]

호렉스는 2012년부터 VR6 엔진을 장착한 로드 오토바이를 생산해 왔다.^[29]^[30]

참조

_[1] 웹사이트 Lancia Coupés & Convertibles http://www.ritzsite.[...] 2007-09-15
_[2] 웹사이트 Engines: The Road Less Traveled https://driventowrit[...] 2019-12-30
_[3] 간행물 Torsional Output of Piston Engines http://www.epi-eng.c[...] EPI, Inc
_[4] 웹사이트 The Physics of: Engine Cylinder-Bank Angles https://www.caranddr[...] 2019-12-21
_[5] 웹사이트 1998 Rover 75 2.0 KV6 specifications, fuel economy, emissions, dimensions 79673 https://www.carfolio[...] 2019-12-21
_[6] 웹사이트 The Strange Tale of the Buick Special, Buick-Rover V8, and 3800 V6 https://ateupwithmot[...] 2019-12-24
_[7] 서적 Light and Heavy Vehicle Technology Butterworth-Heinemann
_[8] 웹사이트 The Marmon Automobile 1902-1908 Part 1 & The Nordyke and Marmon Co. https://www.american[...] 2019-12-17
_[9] 서적 The Golden Age of the American Racing Car Society of Automotive Engineers
_[10] Citation 6-12-10. Salon 1910. [Moteur Delahaye] 6 c[ylindres] 18/24 HP : [photographie de presse] http://gallica.bnf.f[...] 2010-12-06
_[11] 문서 Hull, Peter. "Delahaye: Famous on Road and Race Track", in Ward, Ian, executive editor. ''World of Automobiles'' (London: Orbis, 1974), Volume 5, p.523.
_[12] 서적 Lancia and De Virgilio: At the Centre David Bull Publishing 2014
_[13] 웹사이트 1951 ex-Mille Miglia, ex-Le Mans, Lancia Aurelia B20GT https://www.thornley[...]
_[14] 웹사이트 Mille Miglia - 1951 http://grandprixhist[...] 2019-12-25
_[15] 웹사이트 Lancia D24 http://petergiddings[...] 2019-12-25
_[16] 웹사이트 F.I.A. World Sports Car Championship 1953 http://wsrp.ic.cz/ws[...]
_[17] 웹사이트 Ferrari 246 F1 https://www.f1techni[...] 2019-12-14
_[18] 웹사이트 Ferrari engines https://www.allf1.in[...]
_[19] 웹사이트 Ferrari Dino 156 https://www.f1techni[...] 2019-12-14
_[20] 서적 Classic Racing Engines Haynes Publishing
_[21] 웹사이트 Ferrari 126CK http://www.f1technic[...] 2019-12-14
_[22] 웹사이트 1989 - 1994 Nissan 300ZX IMSA - Images, Specifications and Information https://www.ultimate[...] 2019-12-26
_[23] 웹사이트 Steve Millen's IMSA 300ZX and the Dream Season of 1994 https://autoweek.com[...] 2019-12-26
_[24] 웹사이트 JGTC 1996 https://www.classics[...] 2019-12-26
_[25] 웹사이트 JGTC 1997 https://www.classics[...] 2019-12-26
_[26] 서적 Geschichte der Gasmotorenfabrik Deutz Berlin
_[27] 웹사이트 1977 Laverda V6 https://www.motorcyc[...] 2019-12-14
_[28] 웹사이트 The Laverda V6 https://silodrome.co[...] 2019-12-26
_[29] 웹사이트 Horex VR6 https://www.roadandt[...] 2019-11-19
_[30] 웹사이트 The Horex VR6 Raw is a V6 Two-Wheeled Monster https://www.rideapar[...] 2019-11-19
_[31] 문서 蒸気機関やスターリング機関、さらには発動機以外のものの分類としても考えられ得る。
_[32] 인용 Henry Ford's Weird Old Engines https://books.google[...] Bonnier Corporation 1960-08