드라이 섬프 방식 vs. 웨트 섬프 방식
1부 The Wet Sump System
우선 드라이 섬프(dry sump)와 웨트 섬프(wet sump)를 비교하기 전에 이게 무엇에 대해 얘기 하는지가 중요하다고 본다. 모든 차는 엔진을 필요로 하고 피스톤, 크랭크 등 엔진의 내부 부품은 엄청난 마찰을 견뎌야한다. 그를 위해 엔진을 윤활제가 필요로 하게 되는데 이를 우리가 흔히 부르는 엔진오일이라고 한다. 근데 너무나 많은 마찰이 있어 아무리 좋은 윤활제라 해도 이를 움직여 주지 않으면 다 타버리고 만다. 이를 방지하기위해 현대 엔진의 엔진오일 시스템은 오일펌프를 사용해서 오일을 엔진 내부에 순환시켜 준다. 근데 순환을 시키는 과정에 많은 호tm, 필터와 많은 오일라인을 통해 엔진오일이 공급되기 때문에 이를 지속적으로 공급하기 위해 오일을 저장하게 된다. 엔진과 같은 고온 고회전 환경에서 엔진오일에 오일 공급에 약간이라도 문제가 있을 경우 심각한 엔진 고장을 초래할 수 있기 때문에 이를 방지하기 위해 오일을 여분을 두고 저장한다. 이러한 저장 방식에 따라 드라이 섬프와 웨트 섬프 방식을 분류하게 된다. 원래 섬프(sump)라는 단어가 사전에 찾아보면 “저장하는 공간” 또는 “액체가 배수되는 낮은 공간”이라고 정의된다.
우선 웨트섬프 방식에 대해 설명하겠다. 웨트섬프 방식은 현재 길에 다니고 있는 자동차 대부분이 사용하고 있는 방식이다. 아마 현재 필자의 차에도 이 방식을 사용하고 있을 것이다. 본 방식에는 오일을 저장하는 섬프가 크랭크축 아래에 위치하며 이를 흔히 사용하는 정비용어로 오일 팬이라고 한다. 엔진 오일을 가는 동안 한번 차를 아래에서부터 보셨다면 어떻게 생겼는지는 아실 겁니다. 배기량에 따라 차이는 나지만 보통 3~5리터 정도 들어간다고 보면 된다. 3~5리터가 별거 아니라고 생각하는 사람들이 있을 수 있으나 오일 팬의 크기는 보통 엔진 블록의 면적과 비슷하게 설계되었기 때문에 상당히 깊다.
여기서 웨트 섬프 방식의 단점이 들어난다. 우선 오일 팬의 깊이가 문제이다. 오일 팬이 깊기 때문에 자동차 하중에 상당부분을 차지하는 엔진, 특히 엔진의 중량을 대부분 차지하는 부품(엔진 블록, 피스톤, 크랭크 등)자체가 높게 설치된다. 오일 팬이 너무 낮으면 땅에 땋아 파손될 위험이 있기 때문이다. 엔진의 생명수이기도 한 오일이 다 새버리는 일은 결코 반갑지 않을 것이다. 때문에 4x4 대회에서 참가하는 차는 웨트 섬프를 사용하지 않는 이유 중 하나이다. 수많은 암벽을 타고 날카로운 바위가 여기저기 튀어 나와 있는데 오일 팬이 차 밑에 있을 경우 쉽게 파손될 우려가 있기 때문이다. 엔진이 높게 설치되면 또 다른 문제가 생긴다. 바로 무게 중심이 올라간다는 점이다. 핸들링을 중시하는 차는 무게 중심이 낮으면 낮을수록 더 빨리 코너를 돌 수 있기 때문에 최대한 엔진이 낮은걸 선호한다. 핸들링 위주의 튜너들이 다운 스프링이나 일체형 서스펜션을 사용해 차고를 낮추는 이유는 무게 중심을 낮추어 코너를 더 빨리 돌게 하기 위함이다. 이처럼 무게 중심이 차의 핸들링에 많은 영향을 미치는 것을 볼 수 있다.
웨트 섬프 방식을 사용하게 되면 오일 팬의 면적도 있기 때문에 브레이킹, 코너링에 오일 쏠리게 된다. 일반 주행에서는 별로 문제가 안 되는데 fp이싱이나 심한 와인딩을 뛸 때 상황은 많이 다르다. 오일이 심하게 출렁이면서 크랭크축에 묻어 마력 손실로 이어질 수 있다. 또한 거품과 기포가 많이 생겨 오일 공급이 원활하게 안 되어 엔진이 손상될 수 있다. 아무리 시원한 맥주라도 거품만큼은 시원하지 않는 거와 같이 기포가 된 오일은 재역할을 못해준다.
그렇다면 아무리 생각해도 단점밖에 없는 웨트섬프 시스템을 사용할까? 우선 첫 번째로 가격이다. 가격대 성능비를 무시할 수 없다. 웨트섬프 시스템은 구조가 매우 간단하다. 오일 팬이있고 오일펌프 하나를 사용해 엔진 윗부분으로 공급해줘서 중력의 힘을 받아 다시 아래에 있는 오일 팬으로 흐른다. 너무나 간단한 시스템이다. 들어가는 부품의 수도 적고 조립이 매우 간단하여 가격이 저렴하다. 또한 보통 사람들이 차를 몰 때 아무리 심하게 몰아도 문제가 생길정도 까지 몰기는 힘들다. 조금이라도 이익을 얻으려는 자동차 제조사에게는 어찌 보면 당연한 선택이다.
또 하나에 이점은 압서 말한바와 같이 구조가 매우 간단하다는 것이다. 드라이섬프 방식은 너무나 많은 부품이 요구되고 이를 장착할 곳도 마련해야한다. 이에 비해 엔진블록과 똑같은 모양을 오일 팬이 엔진 아래에 있고, 바로 옆에 펌프를 설치하면 끝인 웨트섬프 방식은 너무나 간단하다. 또한 이 간단한 구조이기 때문에 저장할 오일의 양도 상대적으로 적은편이다.
제사한 구조는 사진을 참고해주시길 바랍니다. (사진 출처 http://www.razorperformance.com/1stage.htm). 참고로 웨트섬프라 불리는 이유는 웨트라는 말은 적신다는 말인데 옛날 엔진은 오일 팬에 있는 오일을 커넥팅 로드를 사용해 오일을 쳐 올렸기 때문에 웨트섬프라 불리게 되었다. 엔진을 이해하는데 도움이 되었길 바랍니다. 다음번엔 2부, 드라이섬프에 대해 쓰겠습니다. -글쓴이 김진기-
