BS106 인터쿨러 VS BH116 무인터쿨러 속도 비교

대우자동차 대형버스 BS106 인터쿨러 장착차량과 BH116 고급좌석 무인터쿨러 차량이 달리기 시합을 하면 누가 이길 것인가?

BS106 인터쿨러 VS BH116 무인터쿨러 속도 비교

이 자료는 대우자동차 상용정비팀에서 근무하는 대리 이철협님께서 분석해주셨습니다.

대우버스에 장착되는 엔진은 대우종합기계(구 대우중공업) 제품이다. BS106 버스에 장착되는 터보인터쿨러 엔진은 DE12Ti라는 명칭을 가지고 있는데 이 엔진은 DE12라는 엔진을 기본 베이스로 하고 있다. 여기에 터보(과급기)를 장착하면 DE12T라는 명칭을 붙이고 터보 인터쿨러를 장착하면 DE12Ti라는 명칭을 사용한다. 그리고 현재는 매연에 대한 환경규제로 인하여 전자제어엔진인 DE12TiS라는 명칭을 지닌 엔진을 사용한다. 따라서 현재 생산되는 버스는 모두 DE12TiS 엔진을 장착하고 출고됩니다.

물론 BS106과 BH116에 적용되는 엔진 모델을 이야기합니다. 참고로 이외에도 8기통 엔진인 DV15TiS라는 엔진은 고속버스와 관광버스(BH117과 BH120)에 적용되고 있습니다.

우선 BS106에 적용된 DE12Ti 엔진의 마력수는 280마력이며 새로 적용된 전자제어엔진인 DE12TiS 엔진의 마력수가 290마력이다. 그리고 BH116에 적용된 DE12T 엔진의 마력수는 300마력이다. 그러나 BH116에는 기본사양이 DE12Ti 엔진이고 DE12T 엔진은 선택사양이다. 그리고 BH116에 기본사양으로 장착되는 DE12Ti 엔진의 마력수는 340마력이다.(일부 310 마력짜리 엔진이 장착된 BH116도 출고되었다고 한다.)

그럼 여기서 한 가지 의문사항이 생기지 않는가? 왜 같은 엔진인데 280마력, 340마력 심지어 310마력, 마력수가 변할까? 그건 터보차져 및 인터쿨러가 장착되기 때문인데 터보인터쿨러의 효율에 따라 마력수가 변할 수 있는 것이며 물론 그것만이 전부는 아니겠죠? 엔진의 압축비와 분사시기 그리고 디젤엔진의 가장 핵심 부품인 인젝션펌프에서의 세팅값이 다르기 때문에 똑같은 엔진인데도 성능이 달라지는 것이다.(자세하게 설명하자면 책 한 권 분량 이랍니다.)

일부 매니아들 중에서는 다시 한번 의문을 제기 하는 분들도 있을 것이다. 그럼 왜 시내버스인 BS106에는 340마력 짜리엔진을 장착안했냐? 그건 차량의 운행조건에 따라서 차량 성능을 만족하면 되기 때문이다. 마력이 크다고해서 무조건 좋은 차는 아니올시다.

그럼 본론으로 돌아가서 두 차량 BS106(DE12Ti, 280마력)과 BH116(DE12T, 300마력)을 비교해 보도록 하겠다. 여기서 왜 290마력짜리와 비교를 할 것이지 280마력짜리하고 비교를 하냐고 토를 다는 분들이 계실듯 한데 일단 시중에 290마력짜리보다 280마력짜리가 많이 팔렸기때문에 280마력 106과 300마력 116을 비교하겠으며 이 글을 다 읽고 공부가 되신 분들은 290마력 106과 300마력 116을 한번 비교해 보시기 바랍니다.

우선 두 차량의 제원을 비교해 보도록하죠.. 비교하기 이전에 일단 알아야 할 것은 버스는 선택사양이 엄청나게 많다는 점. 일반 승용차의 정해진 선택사양과는 완전 틀리다는데 차량의 중요 구성 부품 대부분이 선택사양으로 고객에 맞춰져 있다고 하네요. 거의 주문 생산이라고 해도 과언이 아니랍니다.

따라서 두차량에 적용될 수 있는 기본적인 사양으로 비교하겠다.

문제는 우선 엔진과 변속기이다. 엔진 출력 및 토크에 따라서 변속기도 그 사양과 조화가 되어야 하기때문이다. 엔진 출력과 토크가 큰데 변속기가 받아들일 수 있는 토크가 그보다 적다면 그 변속기는 깨져버리거나 그 출력을 견디지 못하고 문제가 생길 것이다. 그래서 BS106과 BH116에 적용되는 변속기가 달라지는데 최대출력과 최대토크의 RPM이 BH116이 더 크기 때문이다. 그리고 마찬가지로 리어액슬의 종감속비도 그에 어느정도 맞추어 주어야 한다. 종감속비에 따라 차량속도와 등판능력이 좌우되기 때문이다. 그리고 엔진의 마력은 사실 등판능력에 해당이 되는데 힘이 좋다 나쁘다를 판단할 때 마력을 가지고 이야기하게 되는 거죠. 반면에 평지 주행능력은 토크에 좌우 되는데 토크가 클수록 주행 가속 성능이 좋아진다고 한다. 그런데 이것은 서로 반대적인 경향을 가지고 있어서 토크를 높이면 마력수가 떨어지고 토크를 낮추면 마력수가 올라간다고 한다. 그래서 최대출력과 최대토크를 결정하는 것은 엔진성능곡선에서 두 개의 성능곡선이 만나는 점으로 균형을 맞춘다고 한다.

그럼 이론적인 속도 비교를 위해서 우선 속도에 대한 이야기를 해야겠다.

차량속도는 다음과 같은 공식에 의해 이론 속도치가 나옵니다.    

차량 속도 (km/h) = (2π × 타이어 동하중반경(타이어의 반지름) × 엔진회전속도(RPM) × 60) / (변속비 × 종감속비 × 1000)

따라서 차량의 최대속도는 최대엔진RPM과 변속기의 각 기어비 그리고 종감속비에 따라 결정된다.

공식을 대입하여 구해 보기로 하자.

우선 각 변속기의 각 단 기어비를 알아야 하는데 다행히도 K1005C와 K1205C의 기어비는 같다.

그리고 두 차종의 각 타이어의 반경은 10.00-20-16PR은 0.506m, 11R22.5-16PR은 0.508m이다. 종감속비는 각 39/10(3.9), 39/11(3.545)이며 엔진RPM은 각각 2,100과 2,200이다.

그럼 공식에 대입해 보자.

106 1단 넣었을때 차량 속도 = (2 * π * 0.506 * 2,100  *60) / 6.608 * 3.9 *  1,000 ≒ 15.5​​​​

공식대로 구하면 각 단수별 최고속도가 나옵니다.    

이제 해결의 실마리가 보이는가?

따라서 두차종이 달리기 시합을 하고, 각 기어단수별로 최고속도로 올리고 변속시점을 정확하게 맞추어서 변속한다면 이론상으로 BH116 이 다소 우세하겠네요. 하지만 그건 이론상일 뿐이고 이때 중요한건 순간 가속도 입니다. 물론 순간 가속도도 구해서 본다면 더 정확히 유추해 놓을 수 있겠지요. 그건 너무 복잡해서.

실제 차량의 무게 차이가 있기때문에 속도와 가속도의 법칙을 대입하여 공식을 다시 적용시킨다면 어떻게 될까? 그리고 106에 290마력짜리 엔진을 적용시킨다면 또 어떻게 달라질까?

몇가지의 의문점을 남기면서 106과 116의 속도 비교에 관한 리포트를 마칠까 한다.