토요타 VVT-i

토요타는 야리스 같은 소형차부터 6기통 이상의 모델까지 VVT-i(Variable Valve Timing-Intelligent)를 적용하고 있다. VVT-i는 연속으로 가변하는 디자인으로 엔진의 회전수뿐만 아니라 오르막과 내리막에 따라서도 타이밍이 변화된다. 방식은 캠 체인징과 페이징을 혼용하는 방식이다. 토크 밴드를 넓게 펼칠 수 있지만 구조가 복잡해지고 코스트가 높아진다는 단점이 있다. 이런 방식은 토요타와 포르쉐만 채택하고 있다.

차후에 선보인 VVTL-i는 VVT 중에서는 가장 진보된 방식 중 하나이다. 토요타의 VVTL-i는 연속적으로 밸브의 타이밍을 다르게 가져가면서 밸브가 열려있는 동안에 리프트를 2스테이지로 조절할 수 있다. 그리고 흡기와 배기 밸브 모두에 적용된다. 이 시스템은 기존의 VVT-i와 혼다 VETC을 혼합한 기술이다.

가변 밸브 타이밍은 VVT-i처럼 캠 샤프트의 앵글에 따라 변화한다. 정교한 EMS는 엔진의 스피드와 가속, 오르막, 내리막 같은 다양한 변수에 맞춰 타이밍을 결정하고 캠 샤프트의 페이징 각은 최대 60도까지 변화할 수 있다. VVTL-i의 L은 밸브의 리프트를 뜻한다.

VVTL-i은 혼다의 VTEC처럼 프로필이 각기 다른 2개의 캠 샤프트가 밸브 타이밍을 만든다. 하나의 고속, 또 다른 하나는 저속으로 이 캠에 따라 밸브의 오픈 시간이 달라진다. 가변 밸브 오프닝은 2스테이지 디자인이다. 하지만 캠 페이징까지 적용돼서 리프트를 다양하게 할 수 있다. 셀리카 또는 로터스에 올라가는 190마력의 1.8리터 엔진이 바로 VVTL-i가 적용된 엔진이다. 토요타는 어느 때부터인가 리터당 토크가 10.0kg.m을 넘는 경우가 많아졌는데 그 비결 중 하나가 바로 VVTL-i인 셈이다.

포르쉐 바리오캠 플러스(Variocam Plus)

포르쉐의 가변 밸브 타이밍은 1991년 968에 선보인 바리오캠이 시작이다. 바리오캠은 캠의 앵글 변화를 타이밍 체인으로 구동했으며 밸브 타이밍은 3스테이지로 구분된다. 바리오캠은 포르쉐의 특허이기도 했지만 유압 액츄에이터를 사용하는 다른 메이커의 시스템 보다는 페이징 앵글이 다양하지 못했다. 신형 911 터보에서는 바리오캠 플러스로 진화하는데 기존의 바리오캠과는 부품 공유가 전혀 없다고 할 정도로 완전히 새로운 기술이다.

바리오캠 플러스는 체인 대신 다른 메이커들처럼 유압 액츄에이터로 변경된다. 바리오캠과 가장 크게 달라진 것은 밸브의 리프트가 가변된다는 것이다. 가변 밸브 리프트는 유압 태핏으로 구동되고 각 밸브는 3개의 캠 로브에 연결된다. 중앙에 위치한 캠은 리프트가 3.6mm로 제한되는 저속용, 바깥쪽 2개의 캠은 빠른 타이밍과 높은 리프트(10mm)이다. 이 가변 리프트는 구조가 단순하지도 않을뿐더러 공간에서 불리하다. 거기다 가변 태핏은 일반 태핏 보다 무게도 많이 나간다. 따라서 바리오캠 플러스는 흡기 밸브에만 한정적으로 쓰이고 있다.

혼다 i-VTEC

혼다의 i-VTEC은 토요타의 VVTL-i처럼 성능을 개선한 버전이다. i-VTEC은 출력 향상의 의미도 물론 있지만 강화되는 배기가스 기준과 연비 개선을 위한 목적이 더 크다고 할 수 있다. 처음으로 적용된 모델은 내수에서 판매되는 스트림이다.

<▲ 혼다 시빅 타입R의 i-VTEC>

i-VTEC은 기본적으로 VTEC의 기능에 2스테이지 리프트와 타이밍 기능을 더한 것이다. 밸브 타이밍은 연속으로 가변되며 토요타와는 달리 흡기에만 적용된다. 밸브 타이밍은 캠샤프트의 끝에 위치한 유압 액츄에이터에 의해 구동되고 엔진의 상황에 따라 앵글이 결정된다.