엔진상태 따라 밸브의 개폐 타이밍 연속 변경

밸브오버랩 최소화…연비·시동성 향상 기능
자동차 상식- 연속 가변 밸브타이밍(CVVT)

밸브 개폐 타이밍은 엔진의 흡입, 압축, 폭발, 배기중에 피스톤의 위치에 따라 밸브의 개폐시기를 나타내는 것으로 엔진의 종류와 크기 부하 등에 따라 달라진다.

4행정 엔진의 흡기밸브는 피스톤이 위로 올라왔을 때의 상사점 전 5~8°에서 열리고 피스톤이 아래로 내려간 지점인 하사점 후에 닫혀 흡입관성을 이용해 혼합기를 최대한 많이 실린더로 흡입하며 배기밸브는 하사점 전 부근에서 미리 열리고 상사점 후 5~10°에서 닫게해 배기가스의 유동관성을 이용해 완전한 배기가 이뤄지도록 한다.

이와 같이 흡기밸브는 배기행정말기인 피스톤이 상사점에 도달하기 전에 미리 열리고 배기밸브는 피스톤이 상사점을 지나 흡기행정 초까지 열려 있는 현상을 밸브오버랩(valve overlap)이라 한다.

엔진에 흡입되는 혼합기와 배기의 유동은 엔진의 회전수나 부하에 따라 변하기 때문에 흡·배기 밸브가 열리는 타이밍의 변화를 줘 밸브 오버랩을 다르게 해야 한다. 예컨데 고속 회전에 맞춘 밸브타이밍은 저속 회전에는 바람직하지 않은 현상이 일어나고, 반대로 저속 회전에 맞춘 밸브타이밍은 고속 회전에는 성능면에서 매우 부족하게 된다.

따라서 하나의 밸브타이밍으로 고속과 저속회전을 동시에 만족시키는 것은 불가능하다.

이러한 사항을 개선한 것이 연속 가변 밸브타이밍(CVVT:Continuously Variable Valve Timing)장치이다.

이 장치는 엔진의 회전수 및 부하 상태에 따라 캠축의 위상을 변화시켜 밸브의 개폐 타이밍을 연속적으로 변경하는 장치로서 제어방식에는 흡·배기 장치의 제어방식에 따라 흡기밸브만을 제어하는 싱글제어방식과 흡·배기밸브를 동시에 제어하는 듀얼제어방식으로 분류한다. 자동차의 측면이나 후면등에 CVVT라는 글씨가 있는 자동차는 이 장치가 장착된 것으로 볼 수 있다. 작동은 엔진의 공회전이나 시동시에는 흡기밸브의 열리는 것을 최대한 늦춰 밸브오버랩을 최소화해 혼합기의 역류 방지로 인해 연소의 안정화를 도모하고 연비와 시동성을 향상시킨다.

중속, 중부하시에는 밸브오버랩을 크게해 흡기관의 부압을 저하시켜 펌핑로스를 적게 할 수 있어 연비향상과 충진효율을 극대화해 출력성능을 향상시키며, 내부 EGR 증가로 질소산화물 및 탄화수소의 배출을 줄여 배기가스를 저감할 수 있다.

김종렬 다른기사 보기