Q & A
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보통 자동차는 6-7000rpm 부터 레드존이고
모터사이클들은 10000rpm 이상이 레드존이던데
물론 바이크와 자동차의 엔진은 완전 다르지만
자동차가 바이크 대비 rpm을 낮게 쓰는 이유가 궁금합니다.
모터사이클들은 10000rpm 이상이 레드존이던데
물론 바이크와 자동차의 엔진은 완전 다르지만
자동차가 바이크 대비 rpm을 낮게 쓰는 이유가 궁금합니다.
2018.11.16 08:43:26 (*.38.10.88)
총중량과 배기량이라는 변수에 의한 셋팅 차이 아닐까요? 밸브 작동기구 등의 물리적인 제약은 논외로 한다면 바이크는 배기량 대비 총중량이 낮고 피스톤은 가벼우니, rpm을 쉽게 올려서 낮을 수 밖에 없는 토크 대신에 마력에 몰아줄 수 있겠죠. 하지만 자동차는 그 반대구요. 할리같은 대배기량 바이크는 rpm이 자동차와 비슷하고, 작은 배기량으로 스포츠성을 뽑아낸 s2000의 엔진은 9000rpm 까지 쓰죠. F1은 규정이 없다면 바이크와 자동차 엔진의 장점을 모두 취하기 위해 12기통 na 엔진에 2만 rpm은 보통이 아니였을까 싶기도 합니다.
2018.11.16 08:49:44 (*.253.251.239)
요즘 바이크들은 내구성과 연비, 안락성 을 위해 예전보다 rpm이 많이 낮아졌죠. 저배기량의 경우 파워를 쥐어짜야하다보니 아직 고rpm을 쓰구요. 같은 배기량에 가볍고 소형엔진이다보니 rpm을 올려서 파워를 만들어내야해서 그렇지 않을까요? 거기에 주행의 재미를 위해 고rpm을 쓰는 이유도 있겠구요.
2018.11.16 09:40:03 (*.39.146.159)
기본적으로는 실린더 용적이 작고 그에 따라 밸브의 중량이 적어 밸브트레인의 회전수 한도가 높으며 화염전파를 균일하게 하기도 쉬우며 노킹 걱정이 적고 피스톤의 질량이 적어지니 크랭크와 컨로드 부하가 줄어드니 그렇지요.250cc급 바이크는 4스트로크에 80년대 차량조차 레드존이 16000 씩 설정되곤 한지 오래입니다. 밸브트레인이 존재하지 않는 2스트로크의 경우는 그럼 2,3만까지 가지 않냐? 싶겠지만 그렇지는 않습니다. 마찰이나 화염전파속도, 기맥동을 이용한 배기챔버 만들기가 힘들어지는 문제가 있거든요.
2018.11.16 09:45:37 (*.39.146.159)
아 그리고 F1엔진은 밸브의 리턴을 밸브스프링 같은 허접한 물건에 기대지 않습니다. 뉴마틱밸브 찾아보시면 유튭에 잘 나와 있을겁니다. 그리고 바이크 엔진은 토크를 그리 신경쓰지 않아도 차중이 가볍기 때문에 저속역 토크 따위 신경쓰지 않고 양산차도 차로 치면 웬만한 튜닝 하이캠 수준의 과격한 캠 타이밍 설정을 합니다. 덕택에 아이들 RPM이 기본 1200 정도로 높습니다. 양산차를 이렇게 만들면 욕먹기 딱 좋지요. S2000같은 경우에는 2천 rpm 정도에서 변속할 때 500rpm만 틀려도 차가 너 회전수와 속도 좀 맞추라고 온몸으로 벌을 주니까요.
2018.11.16 14:17:16 (*.223.27.131)
일단 피스톤 스피드상 제약 때문에 바이크 수준의 고RPM을 쓰려면 피스톤 스트로크를 40-50mm 수준으로 낮추는 것이 필수적입니다. F1의 경우 V8 2.4L 시절 스트로크가 약 40mm 정도(19k RPM)였고, V6 1.6L 시대에는 50mm 초반(15k RPM)이며, 각각 최대RPM에서 피스톤 스피드가 대략 25-26m/s 정도 나옵니다. 참고로 몇몇 바이크와 자동차의 보어/스트로크는 다음과 같습니다.
CBR250RR MC22 (249cc)
Bore 48.5mm x Stroke 33.8mm
Rev limit - 18,500 RPM
S1000RR (999cc)
Bore 80mm x Stroke 49.7mm
Rev limit - 14,200 RPM
S2000 F20C (1,997cc)
Bore 87mm x Stroke 84mm
Rev limit - 9,200 RPM
Shelby GT350/GT350R Voodoo V8 (5,163cc)
Bore 94mm x Stroke 93mm
Rev Limit - 8,250 RPM
R8 V10 5.2 FSI (5,204cc)
Bore 84.5mm x Stroke 92.8mm
Rev Limit - 8,700 RPM
LaFerrari F140FE (6,262cc)
Bore 94mm x Stroke 75.2mm
Rev Limit - 9,250 RPM
각각 레브리밋에서 평균 피스톤 스피드는 다음과 같은데(이건 평균이라 중간 위치에서 최대속도는 이보다 50% 이상 높습니다), 비교적 일반적인 차량과 비슷한 CBR250RR을 제외하고 나머지 차량/바이크의 피스톤 스피드는 V8 2.4L F1 엔진이 17,500-20,000RPM으로 돌 때와 비슷한 수준입니다.
CBR250RR (33.8mm / 18,500RPM) - 20.8m/s
S1000RR(49.7mm / 14,200RPM) - 23.5m/s
S2000(84mm / 9,200RPM) - 25.7m/s
GT350(93mm / 8,250RPM) - 25.6m/s
R8(92.8mm / 8,700RPM) - 26.9m/s
LaFerrari(75.2mm / 9,250RPM) - 23.2m/s
F20C 엔진을 14,200RPM으로 돌리면 평균 피스톤 스피드가 거의 40m/s 근처까지 올라가는데, 이런 스피드는 피스톤이나 로드 등에 막대한 부하를 주기 때문에 양산차는 물론이고 레이스카에서도 부적절한 수준입니다. 뭐 어떻게 만든다 쳐도 50km마다 오버홀 해야 하는 엔진은 짐카나나 드래그처럼 금방 끝나는 레이스를 빼면 쓸 수 있는 곳이 없죠(참고로 5초만 버틸 수 있으면 일단 실사용 가능권으로 들어오는 8천마력짜리 Top Fuel 엔진도 30m/s를 소폭 넘는 수준에 불과합니다).
따라서 스트로크를 40-50mm 수준으로 낮추지 않는 이상 바이크 수준의 고RPM은 못 쓰는데, 문제는 차량의 경우 무게가 매우 무거워서 999cc 숏스트로크 엔진 같은건 못 쓴다는 겁니다. 드물게 이런 바이크 엔진을 그대로 쓰거나, 두개를 붙여서 V8 만들어서 쓰는 차가 있기는 한데, 이런건 대체로 문도 지붕도 윈드실드도 없는 350-750kg짜리 차들입니다. 정상적인 무게의 차라면 3-4L 버전 같은 것을 만들어서 붙여야 하는데 그럼 12-16기통을 만들어야 한다는 이야기죠. 즉 1억 이하 차량에선 비용문제로 자동 아웃이고, 수억-수십억짜리 비싼 차에서는 넣을려면 넣을 수 있기야 합니다만 여전히 다양한 실용성 문제가 남습니다.
CBR250RR MC22 (249cc)
Bore 48.5mm x Stroke 33.8mm
Rev limit - 18,500 RPM
S1000RR (999cc)
Bore 80mm x Stroke 49.7mm
Rev limit - 14,200 RPM
S2000 F20C (1,997cc)
Bore 87mm x Stroke 84mm
Rev limit - 9,200 RPM
Shelby GT350/GT350R Voodoo V8 (5,163cc)
Bore 94mm x Stroke 93mm
Rev Limit - 8,250 RPM
R8 V10 5.2 FSI (5,204cc)
Bore 84.5mm x Stroke 92.8mm
Rev Limit - 8,700 RPM
LaFerrari F140FE (6,262cc)
Bore 94mm x Stroke 75.2mm
Rev Limit - 9,250 RPM
각각 레브리밋에서 평균 피스톤 스피드는 다음과 같은데(이건 평균이라 중간 위치에서 최대속도는 이보다 50% 이상 높습니다), 비교적 일반적인 차량과 비슷한 CBR250RR을 제외하고 나머지 차량/바이크의 피스톤 스피드는 V8 2.4L F1 엔진이 17,500-20,000RPM으로 돌 때와 비슷한 수준입니다.
CBR250RR (33.8mm / 18,500RPM) - 20.8m/s
S1000RR(49.7mm / 14,200RPM) - 23.5m/s
S2000(84mm / 9,200RPM) - 25.7m/s
GT350(93mm / 8,250RPM) - 25.6m/s
R8(92.8mm / 8,700RPM) - 26.9m/s
LaFerrari(75.2mm / 9,250RPM) - 23.2m/s
F20C 엔진을 14,200RPM으로 돌리면 평균 피스톤 스피드가 거의 40m/s 근처까지 올라가는데, 이런 스피드는 피스톤이나 로드 등에 막대한 부하를 주기 때문에 양산차는 물론이고 레이스카에서도 부적절한 수준입니다. 뭐 어떻게 만든다 쳐도 50km마다 오버홀 해야 하는 엔진은 짐카나나 드래그처럼 금방 끝나는 레이스를 빼면 쓸 수 있는 곳이 없죠(참고로 5초만 버틸 수 있으면 일단 실사용 가능권으로 들어오는 8천마력짜리 Top Fuel 엔진도 30m/s를 소폭 넘는 수준에 불과합니다).
따라서 스트로크를 40-50mm 수준으로 낮추지 않는 이상 바이크 수준의 고RPM은 못 쓰는데, 문제는 차량의 경우 무게가 매우 무거워서 999cc 숏스트로크 엔진 같은건 못 쓴다는 겁니다. 드물게 이런 바이크 엔진을 그대로 쓰거나, 두개를 붙여서 V8 만들어서 쓰는 차가 있기는 한데, 이런건 대체로 문도 지붕도 윈드실드도 없는 350-750kg짜리 차들입니다. 정상적인 무게의 차라면 3-4L 버전 같은 것을 만들어서 붙여야 하는데 그럼 12-16기통을 만들어야 한다는 이야기죠. 즉 1억 이하 차량에선 비용문제로 자동 아웃이고, 수억-수십억짜리 비싼 차에서는 넣을려면 넣을 수 있기야 합니다만 여전히 다양한 실용성 문제가 남습니다.
일반적으로 차량은 일상용이기 때문에 그에 따른 내구도(긴 수명)이 요구됩니다.
그에 반해 고알피엠을 사용하는 바이크들은 상대적으로 거기서 자유로운 편입니다.
바이크도 일상주행이 목적인 바이크들은 자동차와 알피엠 사용영역이 비슷합니다.
여기 일본에서는 보통 스포츠 바이크의 경우, 5만키로 주행했다고 하면 오버홀 시점이 온 것으로 봅니다.(자동차의 10만-20만 이상 주행과 동일하게 봅니다)