DOHC가 강하다! SOHC는 약하다?

 

엔진은 외부공기를 흡입하는 흡입밸브와 연소 후 발생되는 배기가스를 배출하는 배기 밸브가 있다. 이 밸브의 작동 방법에 따라 엔진을 분류한 것이 DOHC와 SOHC이다. 이 밸브를 열었다 닫았다 하는 장치를 캠(CAM)이라고 한다.
대부분의 캠이 실린더 윗(해드)부분에 위치하기 때문에 ‘오버 헤드 캠샤프트’, 혹은 한 개의 캠샤프트가 있다고 해서 ‘싱글 오버 헤드 캠샤프트(SOHC)’라 한다.
엔진의 고성능을 위해 엔진이 고회전을 하고 큰 힘을 내도록 캠축을 2개로 채택해 만든 것을 ‘더블 오버 헤드 캠샤프트(DOHC)’라 한다.

DOHC는 보통 SOHC방식보다 밸브를 2배 정도 많이 가지고 있다. 길에서 ‘DOHC 16v’라는 표시가 붙은 차들을 종종 볼 수 있는데, 16이라는 숫자는 밸브 수를 뜻한다. 자동차의 실린더(기통)에는 연료와 공기의 혼합기를 들여보내는 흡기밸브와 배기가스를 내보내는 배기밸브 등 2개의 밸브를 기본적으로 가지고 있다. DOHC는 실린더당 흡·배기밸브를 각각 2개씩, 모두 4개를 갖는다. 4기통 엔진에 실린더당 밸브가 4개씩이면 모두 16밸브를 가지며 6기통엔진의 경우는 24개의 밸브가 있는 것이다.

DOHC는 이처럼 SOHC보다 구조가 복잡하고 부품도 늘어나 필연적으로 소음이 증가한다. 더구나 SOHC보다 엔진 회전수를 높혀야만 제성능을 발휘할 수 있는데, 이를 위해서는 당연히 소음도 커지게 마련이다. 최근엔 자동차 메이커들이 소음을 줄이기 위해 흡음재를 사용하거나 엔진룸의 방음처리를 강화하고 있지만 소음은 DOHC에게 있어서는 원죄와 같은 전형적인 단점인 것이다.

서울 시내 평균 주행 속도는?
현재 서울을 비롯한 대도시의 차량 평균 주행 속도는 시간당 20 킬로미터 대이다. 이런 교통 상황은 물론 대도시에 많이 설치된 보행자를 위한 횡단 보도의 신호 때문이기도 하지만 좀 더 심각한 상황은 아침저녁 출퇴근 시에 여러 차량이 한꺼번에 몰리면서 발생하는 도로의 교통 체증이 더 큰 원인이다. 심한 경우 한자리에 서서 몇 번의 신호등이 바뀌어야 겨우 교차로 하나를 지나가는 경험을 가지지 않은 운전자가 얼마나 될까? 결국 시내주행 같은 곳에서는 SOHC와 별반 차이가 없다.

기름 소모에서 차이가 발생하는가?
일반적으로 차량의 성능은 정해진 속도에서 흡입하는 공기량에 비례한다고 한다. 즉 공기를 많이 빨아들일 수 있는 엔진 내부 구조를 만드는 것이 자동차 엔진 설계자가 가장 신경 쓰는 부분 중의 하나가 된다. 쉽게 생각해서 탁 트인 공간에서 장작불을 붙이는 것이 가장 장작불이 잘 타는 조건이 된다.

그러나 엔진 내부에서 장착불(물론 휘발유를 이용한 불이다)을 태우는 데는 공기가 엔진 내부로 들어올 수 있는 면적을 높이는 것이 중요한데 이런 점에서 분명히 DOHC는 SOHC 보다 성능이 좋아야 하는 것은 틀림 없다. 그러나 공기가 기체인 상태에서 매우 빠른 속도로 엔진에 흡입되어 연소되려면 최대한의 속도를 낼 수 있는 최상의 조건이 이루어져야 하지만 지형 및 지역에 따라 최적의 조건을 만들기란 쉽지 않다.

그러다 보니 일반적으로 DOHC 엔진의 가장 큰 장점을 살리기 위하여 약간 고속 구간에서 최대의 성능이 발휘될 수 있도록 설계하고 SOHC 엔진은 이 보다 낮은 속도 구간에서 최대의 성능이 발휘될 수 있도록 설계하게 된다.

이에 따라 전체 속도 구간에서의 평균 성능은 DOHC 엔진이 우수하더라도 공회전을 포함한 저속 구간에서는 SOHC 엔진이 더 우수하거나 동등한 정도의 성능을 유지하게 된다. 이에따라 시내 운전을 주로 하는 사용자의 경우는 SOHC를 사용하여도 DOHC와 동일한 정도의 성능으로 볼 수 있다.

오히려 DOHC는 엔진이 조금 시끄럽고 연비도 나쁘다. 다만 배기량이 높은 차에게 세금을 많이 부과하는 우리나라 실정에 적은 배기량으로 높은 출력을 원할 경우 DOHC를 선택한다.