오랜시간 새글이 없길레... 한번 싸질러 놓고 갑니다^^ㅎㅎㅎ
음... 이제 말년병장이군욬ㅋㅋ
입대한다고 한지가 엊그제 같은데 벌써 2년이라는 시간이 흘럿네요ㅎㅎ
간만에 차를 그리고 드라이브를 좋아하는 분들께서 꽤나 흥미있게 눈여겨 보실수있는 글을
한번 써볼까 합니다.
다양한 환경에서 운전을 하시는 운전자분들과 감각이 날선 운전자분들께서는
이런 경험이 있으실겁니다.
언덕길에서 정속주행중 피치못할 감속상황과 맞딱드리게되고 그런상황에서 '감속후 재가속'이라는 상황말입니다.
일상적으로 정속주행을 진행하다가 가속을 하는 상황에비해( 두 상황의 재가속 시의 초기속력은 같다고 하더라도)
가속이 훨씸 힘들고 더딘게 느껴지실겁니다.(물론 이런 현상이 거의 없는 자동차들이 존재합니다.이 이야긴 글 후미에ㅎㅎ)
이런 상황을 저역시 많이 겪어봤거든요... 용서고속도로의 서수지 ic부근이나 영동고속도로의 둔내구간...
이구간에서 속력이 줄어버리면 진짜 난감해지는 상황이 오죠...
언덕 중턱에서 탄력이 죽어버리면 다시 탄력을 살리기위해 많은 연료소모량과
쉬프트다운 그리고 높은 엔진회전수로인한 소음과 진동,스트레스등등...
이런 현상을 이른바 'hysteresis'라 합니다.
즉, 그 정의가 무엇이냐하면 부하를 증가시키고 있을 때와 감소시키고 있을 때로서, 동일부하량에 대하여 출력에 차이를 일으키는것입니다. 반복적인 오퍼레이터의 명령과 엑추에이터의 실행시에 그 차이가 더더욱 벌어지는 상황이 발생하구요...
이것은 어떤 조건에서든지 반드시 피해갈수없는 자연의 이치라서
초고회전 초고출력의 F1머신들도 피해나갈수가 없는것입니다.
성능이 비슷비슷한 F1머신의 경우에도 레코드라인과는 별개로 이런 역학적인 현상을 몸으로써 잘 느끼고 있는
드라이버일수록 (혹은 팀에서 이런 머신의 동력학적 히스테리시스와 서킷의 레코드라인과의 최적화가 잘된차일수록)
좋은 성적을 내는거라고 보시면 되겠습니다.
이런 히스테리시스를 피하기 위해선 예전 자동차들의 경우는 동력전달계통의 직결성을 추구하기보다는
살짝 느슨하게 세팅된 토크컨버터를 이용하여 차의 가,감속에 의한 관성의 영향을 파워트레인에 덜 직접적으로 영향을
미치도록 세팅된 차들이 많았었지요. 소위 이야기하는 오토미션들의 토크 증배구간이라는것을 상정해놓고
고의로 트랜스미션의 약간의 슬립을 유도하는 방법으로 차의 가,감속,관성 등의 외란의 영향을 적게 받기 위함입니다.
하지만 이런 잔머리 역시 출력의 상한과 하한의 차이가 정말 엄청나게 벌어지는 지속적인 언덕길 주행에선 거의
무용지물이다 싶이 합니다. 약간은 도움이 될진 몰라두요ㅎㅎ
대충 이런식의 이야기입니다. 차의 동력학적 주파수를 잘 파악 하실수록 훨씬 매끈하면서 부드럽고 효율적인
드라이빙이 가능합니다.(이건 전부하 주행과는 완전히 다른 이야기이죠)
한가지 예로 중부선이나 영동선같이 2차로 고속도로에서의 살짝 통행량이 있을때의 배틀같은경우...
이런 히스테리시스를 매우 잘 이용한다면 적어도 내가 몰고있는차보다 50마력... 많게는 70마력정도 차이가 나는
상대방차를 적어도 앞을 내주지 않을수있게 운전을 할수 있죠...(당연한 이야기지만 절대적인 출력이 낮기 때문에
가,감속을 반복하는 구간을 벗어나 풀 가속할수있는 구간이 나타난다면 그건 그대로 앞을 내줘야합니다ㅎㅎ)
반대로 이런것을 잘 느끼고 계신다면 상대 운전자가 주도하는 페이스에 말리지 않고 적당한 거리를 두며 결정적인 순간에 앞설수있는 기회를 잘 잡을수있겠지요.
이런 이야기는 사실 원초적으로 드라이버빌리티와도 연결되어있습니다.
경험담입니다만... 1.8옵티마 수동으로 중부선에서 370Z를 대략 15분 동안 제 앞으로 못가게 한적이 있습니다ㅎㅎ
(가속구간이 나왔을땐 정말 눈앞에서 사라지고 배기가스 냄세만 맡았습니다만;;;방~바아앙~ 더블클리치를 넣더니 순식간에;;;)
대략 120~160정도의 속력으로 크쿠징을 하면서 앞으로 나올것 같다 하는시점에서 살짝 탬포를 늦춰주면 뒤에 따라오는 차는 당연히 감속(옆차선이 훨씬 느리므로..) 감속을 진행중일때 더블클러치와 함께 시프트다운ㅋㅋ 재가속을 하면
따라오기 힘들지요... 그리고 160이상의 고속에서는 정말 풀로드로 주행을 한다고 해도 몇몇차를 제외하고는
폭발적인 가속을 하기가 상당히 힘들죠>.< 추월을 하기위에 옆차선으로 나왔다고 한들 앞에 또다른 차와의 거리가 얼마 안된다면
추월을 시도하기가 힘들어지는 이치입니다.
하지만 운전성이 대단히 좋은차들은 이런 히스테리시스의 영향을 덜받습니다.
대표적인 예로는 밴츠의 AMG버전들의 차들이 굉장히 훌륭한 드라이버빌리티를 가지고 있기때문에...
중부선에서 이런 꼼수를 쓰면서 앞을 내주지 않았던 저에게
'야~ 너 뭐하냐~?'란식의 느낌을 받게할만큼;;; 다운쉬프트도 없이ㄷㄷ
저를 추월해가는모습과... 이전 55AMG들을 살짝 경험하면서 느꼈던 부분을 떠올려보니...
제 자신이 부끄러워 지더군요;;;
이렇듯 드라이버빌리티란 어떤 상황에서도 넘치는 토크와 출력을 배출해주는 엔진들이 대체적으로 좋습니다.
고배기량으로 갈수록 운전성이 좋아지며 같은배기량에선 차중이 가벼울수록 히스테리시스의 영향을 덜받아
운전성이 좋습니다. 또한 기어비역시 상당히 중요한 요소로서 예전 E46 시절 최고단수 기어의 기어비가
어이없을정도로 낮아 초고속 주행시 탑기어로 변속이되면 탄력이 확 죽어버리는;;;
하지만 밴츠의 경우는 기어비가 좋아서... c230k로 e46 330을 200키로 이상에서 추월을 했었다는 전설적인 이야기가 있습니다.(물론 그 이외의 기어가 물려져있는 상황에선 230k라고한들 330에겐 절대로 적수가 되지 못합니다.그리고 그 당사자는 제가 매우 잘아는 분이라ㅎㅎ)
추가해서 요 근래 2000년도를 넘어서면서 ZF라던지 아이신이라던지 자동변속기를 만들던 회사들은
변속기에의한 효율성을 높이기 위해 전기어에 락업클러치기능을 넣어놓고 락업이 되는 회전수를 가급적이면 낮추는 방향으로 설계를 합니다.(듀얼클러치미션또한 마찬가지입니다.) 이렇게 세팅되면 ECU와 연계를 하여 조금더 희박연소내지는 퓨얼컷 기능을 적극적으로 활용이 가능해지기 때문이죠.결국엔 비약적인 연비향상의 효과를 볼수있게되는것입니다.
요즘 나오는 엔진들은 대부분이 직분사 엔진들이고. 가변밸브타이밍이나 가변밸브리프트 장치의 활용으로
적은 에미션과 로우엔드에서 반응성과 토크가 좋아졌기때문에 그만큼 히스테리시스에의한 영향력이 줄어들었다고 보면됩니다.
대부분의 독일차들은 엔진과 미션의 조율이 좋아 운전성이 굉장히 좋은차들에 속합니다.
다만 특히 운전성이 출중한 차들을 이야기 하자면 AMG류의 차들이 뛰어난 드라이버빌리티를 가지고있다.라고 이야기할수 있습니다ㅎㅎ
하지만 예전 m같은 차들은 피크파워와 피크토크는 높았지만 단지 그것은 숫자로써표현되는 전부하시의...그러니까 아주아주
특수한상황에서의 한정이고... 실제적인 드라이버빌리티와 히스테리시스를 놓고 이야기 했을때... 다른 일반적인 모델들과
엄청난 차이를 보이진 않는다고 보여집니다...
결과적으로 부분부하시의 로우엔드에서 출중한 토크와 파워가 운전성을 가늠하는 가장 기본중 기본이 아닐까합니다.
즉, 피크파워가 나오기위해선 반드시 로우엔드를 거쳐나가 하이까지 뻗어야 하는것이고
이때의 회전수의 픽업은 전적으로 로우엔드의 토크와 파워가 결정하는것이기 때문이지요.
아무리 피크파워가 높다고한들 피크파워까지의 파워의 픽업이 더디게된다면 그런 차들은 실제로 운전하기가 여간
성가신차가 아닐껍니다. 순간순간 탄력이 죽을때마다 다운쉬프트를 해줘야 할테니까요...
심심해서 글도 안잡히고 해서 글이 두서가 없어졌지마는ㅎㅎ
잘 읽어주신분께 감사를 전합니다! 이만 줄이겠습니다~!^^*
첫댓글 드라이버 빌리티....란, 상황에 따라서 달라집니다, 당연히 차량의 컨셉과 특징에 맞게끔 설정방향을 잡아 나가야 하는 것이구요. 그렇기때문에 어떠한 상황에서도 넘치는 파워는 결코 좋을것이 못됩니다. 엔진의 출력특성은 선형적이어야 하는데, 대체로 어느영역에서나 파워가 넘치는 차량들은 생각보다 쉽사리 비선형적인, 혹은 굉장히 무덤덤한 평면적인 출력특성을 보이는게 다반사이죠(EX:디젤엔진들) 이런차량들은 일상주행시 매우 편안한 운행을 가능케하나, 스포츠 주행시 굉장히 쉽게 피곤해지고, 주행질감이 오해를 불러 일으키게 하기에 매우 좋은 특성을 지니고 있습니다. 결정적으로 재미가 없지요.
네^^;;; 컨셉과 페키징에따른 설정방향... 즉, 모든부분에서 만족할만하진 않지만 아쉬운부분도 없는것을 이야기하는것이겠지요... AMG계열의 부분부하시든 전부하시든 전 회전구간에서 엄청난 파워를 뿜어내기때문에 무거운 감각의 악셀패달이 필요한것이겠지요... 무슨 말씀인지는 충분히 이해합니다ㅎㅎㅎ
그건 AMG뿐만 아니라, 벤츠 전체가 그렇습니다. 아우디 차량들역시 토크밴드 영역이 굉장히 넓은지라, 모든구간에 엄청난 파워를 뿜어냅니다만, 벤츠와 다르게 가볍죠. 그런수준의 운전성 셋팅을 하는곳들이 아닙니다.
피크파워가 나오게 하기 위해서는 반드시 로우엔드를 거쳐야 할까요? 그렇다면 트랜스미션과, 감속비의 존재자체는 무의미해지는 이야기가 됩니다. 단수역시 마찬가지죠. 그리고, 또한가지. 디젤엔진의 경우는 조금 다릅니다만, 가솔린 엔진은 기름량=마력입니다. 저회전 출력과 리스폰스가 좋게된다면, 그만큼 연비또한 나빠지게 됩니다. 게다가, 엔진이란, 전부하시의 절대성능이 높으면 높을수록, 부분부하시의 출력특성역시 셋팅폭이 비약적으로 넓어지게 됩니다(요새 기계식 스로틀바디 사용하는 차량은 거의 없죠). 370Z운전자는 그다지 달릴 생각이 없었던거 같은데요.
로우엔드를 아에 안거치고 파워가 나올수가 없지요...물론 한번 달리기 시작하면 그것에 의한 영향을 덜받기 때문이라고 생각하시는것 같은데 드라이버빌리티란 말그대로 드라이버빌리티죠. 언제나 항상 파워전개를하는것이 아니니... 다른 두차가 한차는 항속기어가 들어간 상태에서 손쉬운 가속이되는반면 다른하나는 그에 버금가는 가속을 하기위해선 다운쉬프트를 진행하여야 한다면 둘중 어느자동차가 드라이버빌리티가 좋은것일까요??...
물론 ETC를 사용하는 자동차들이 요즘은 대부분이라..( ESP와 연동한 차의 다이내믹스 제어때문)
피크파워가 높다고 하여도 꼭 부분부하시의 셋팅의폭이 비약적으로 넓어지는것만은 아닐텐데요.
-_-? 로우엔드를 거쳐서 출력이 나오는 곳은 단 하나, 바로 1단기어 뿐입니다. 고회전 엔진 차량들은, 거기에 맞는 nv ratio를 가지게끔 세팅합니다. 즉, 항속기어라도, 엔진타입때문에 탑기어에서도 더 고회전을 사용하는 특징들이 대부분입니다. 좋은예로 C63이 7단에 걸려있는것과, M3가 7단에 걸려있을시, 가벼운 추월가속을 위해, 기어를 고정시킨채 엑셀을 눌러보면, M3대비, C63이 아주 잘나간다...라는 느낌을 받기 힘든 이유가 그것입니다. 이것때문에 트랜스미션과 감속비의 존재에 대해 언급한 것인데요. 이게 파워를 전개하는 조건은 절때로 아니지요. 그야말로 이론상의 이야기일 뿐입니다. 자동차 회사는 그렇게 멍청하지가 않아요
음... 사실 부분부하시 약간의 스로틀을 놓아줌과 조여줌 사이에서도 히스테리시스에 의한 파워의 픽업 지연이 발생합니다. 어떤 부분, 어떤상태든지 잘게잘게 찢어놓던지간에 로드의 변화만 생기면 변화만큼 히스테리시스가 발생하지요. 이 차원에서 이야기하는바는 차의 속도와 엔진회전수의 비율같은것을 논하는것이 아닙니다.(물론 전반적인 차량의 운전성을 논할때엔 집고넘어가야할 부분이고... 자동차 메이커가 제가 생각하는것을 생각못할거라는 바보같은생각도 가지고 있지 않습니다;;; 다만 얼마전에 타본 크루즈 1.6같은경우엔... 오르막주행시의 히스테리시스가 너무 도드라지고 옵션으로 들어가있는 크루즈 컨트롤역시
일정속도미만 에서는 제어가 완전 쉣이더군요... 계속 오버슛이 일어나는 상황이더라구요... 즉...
절대적으로 엔진이 뿜어대는 아웃풋은 스로틀의 조작과 같이 선형적으로 형성이 절대로 될수가 없다는거죠.
물론 비선형으로 움직이는 ETC라던지... 가변밸브타이밍기구 같은것을 이용을 한다고 하더라도... 구조적으로 기관 자체의 지문과도 같은... 이를테면 자연응답이라고 해야할 특성이 있는것이지요. 그리고 이것을 완화하기위해 ETC의 비선형제어라던지... (무수히 많은 제어방법이 존재하겠지요...) 가변밸브타이밍기구 같은것이작용하여 부분부하부터 전부하 모두 출력특성이 선형적으로 작동되게 하겠지요...
하지만 이것은 개발자의 희망사항일뿐인것이고... 절대적으로 엔진이 내뿜는 토크의 그 크기가 배기량에 따라 거의 정해져있다 싶이하기때문에... 절대적인 도움을 받지 못한다는것이죠... 이를테면 요즘나오는 ESP모듈과도 같습니다.
정말 많이 발달해서 고속도로에서 시속 120에서 킥다운하면서 휠스핀하는 상황에서도 핸들을 돌리는 방향대로 차가 움직여 주는;;;;; 하지만 이것은 ESP를 설계할때 주변상황의 피지컬한 조건들... 이를테면 노면과 타이어의 마찰계수와... 그립을 놓았다가 다시 되찾는데에 걸리는 반응시간등등을 만족해야 위같은 결론이 나오는것이고
수많은 작동조건들 중에서 하나라도 벗어난다면 여지없이 조종불능에 빠지게 되는것이지요...;;;;;;
물론 ESP가 없는 차와 요즘나오는 ESP가 들어간 차의 전체적인 동적스테빌리티는 절대로 비교할수 없는것이지만...ㅎㅎㅎ 가변밸브타이밍 기구가 달려있다고 해서 엔진이 내뿜을수 있는 아웃풋은 이미 정해져있다 싶이하고... 다만 그 최적에 버금가는 상태를 조금이라도 더 유지시켜주는게 목적인것이지요... 굳이 더 얘기 하자면... NV RATIO로 봤을때 똑같은 아반때에 하나는 VVT가 들어가있고 하나는 non 이라고 했을때 어떤것이 더 운용성이 좋냐고 물어본다면...
그리고, 예전에는 히스테리 현상70% 이상을 TCU에게만 전가시켰습니다만, 최근에는 전자스로틀 적용으로 인해, ECU/TCU에 미리 만들어진 토크모델링에 의해서 제어를 시킵니다. 히스테리시스는, 예전의 경우야 파워트레인의 성능의존이 절대적이었습니다만, 이제는 그 영향력이 많이 희박해져서, EMS를 누가 어떻게 가닥을 잡아서 시작하느냐...가 더 중요하게 되었습니다. 엔진에 가변으로 움직이는 장치들이 왜 고안이 되어졌나를 생각해 본다면, 금방 알수 있지요.
기본적으로 제어라 함은 언제나 주어진 상황과 환경의 영향을 굉장히 크게받습니다. 그렇듯... 위에 본문에서도 히스테리시스란 계의 밖에서 변화하는 외란에의해 출력이 변화하는것이라고 말했지요ㅎ 즉, 그런 일련의 제어들이 실제상황에서의 히스테리시스 완화를 물론 시켜주지만 반드시 물리적인 조건들을 충족시켜야지요. 조금이라도 벗아난다면 여지없습니다... 물론 가변밸브타이밍기구나 요즘은 현대에서도 가변으로 밸브리프트를 제어하니... 하지만 쌩 난리를 쳐도 어쩔수 없는건 어쩔수없는거죠.
가변벨브기술들은, 물리적인 조건들의 한계를 극복하고, 장애가 되는 조건들을 충족시키기 위해서 개발된 것이지요. 대배기량이긴 하나, 네로우 토크밴드를 가진 엔진에서, 다운사이징과 동시에, 와이드한 토크밴드를 가져가서, 전체영역의 출력을 평탄화 시키는것으로 왜 발전해 왔겠습니까? ㅎㅎ 탑기어에서, 예전 HD 2.0보다 MD1.6이 잘나가는건, 무엇으로 설명이 가능한 것인지요? 요사이 엔진들은 이런 가변장치들 덕분에, 부분부하시의 출력이, 예전과는 아예 비교가 무의미해질 정도로 좋아졌습니다.
제가 알고있기론 hd2.0에도 가변밸브타이밍기구가 들어가있는것으로 알고있는데요?..
MD1.6이 베타2.0보다 더빠른 이유는 직분사때문일테지요... 직분사로 전보다 대략 10%이상 높아진 압축비를 사용할테니까... 로우엔드에서도 기존의 낮은 압축비를 가지는 엔진보다 리스펀스도 좋고 토크도 좋아지니...거기다가
기존 오토모델은 정말 병신같은 4단미션을 달고 있었으니... 비교가 불가능하겠지요... 하지만 특정 기어단수에서의 추월가속능력만 놓고 본다면 HD가 앞서는부분이 존재할겁니다. 그 부분이 제가 얘기하는부분인것이구요... 이미 구형
좋은글 재미있게 한자한자 잘 봤어요. 더운날 정말 고생이 많아요, 조금만 있으면 제대일테니, 고단해도 조금만 더 힘내보기를 ^^
우우우움ㅋㅋㅋ 성호님~ 저 군대들어가기 얼마전에 도깨비와인딩에서 한번 뵌거 같은데ㅎㅎㅎ
9월 추석지나서 말년나가니... 그때쯔음...되서 함 뵈었으면 좋겠네요... 도깨비쪽에서 판교쪽으로 잠깐 넘어오시면 제가 맛난 빙수랑 커피 쏠게요~;;;ㅋㅋㅋ 다시 생각해봐도 그때 폴테쿱은 충격적이어서ㅋㅋㅋ 간단하게 드라이브나 했으면 좋겠습니다~(목숨은 아껴두고 유유자적하게ㅎㅎ)
그때 차량의 타이어 상태가 말이 아니었는지라, 차 정말 살살탔습니다, 제가 원래 달리는 RS-3를 끼웠다면, 평균속도 8Km/h 이상 빨라지는데요...지금 차져의 셋팅이 다 끝난것이 아니라, 그때까지 부디 차가 완성되었으면 좋겠군요 ㅎㅎㅎ 목숨은 특별히 아껴두실일 없습니다, 머스탱 사고 이후에, 공도에서 차가 움직이지 못하는 영역까지 차를 밀어본적은 단 한번도 없거든요ㅋ
댓글 아주 잘 보았습니다. 역시 김성호님께 한수 배우고 가네요...
진짜 제가 말차 나가면 함 뵈었으면 좋겠네요^^;;
이 두분의 열정적이고 멋진 토론으로 저와 같은 매니아들은 정신이 맑아지고 피가 깨끗해 지는 느낌입니다. 이런 토론다운 토론을 이끌어 주신 두 분께 박수와 갈채를 드립니다.^^ 잘 공부했습니다.