방구석 전문가

이번에 현대자동차에서 이른바 내연기관 역사의 한획을 그엇다고 한

가변 캠 기술 cvvd 를 개발에 대해서 알아보기전에 일단 일반 캠에 대해서 먼저 제시를 하자면, 

위의 사진은 일반적인 캠의 작동 원리와 4행정 기관움직임을 나타낸 것이다.

캠은 이른바 혹이 난 바퀴라 생각할 수 있는데, 저 혹이 지나가면 아래에 나팔관처럼
생긴게 밸브인데 밑으로 내려가면서  밸브가열리고 혹이 지나가면 스프링에 의해 밸브가 닫히는 원리이다.

움짤에서 파랑색쪽이 흡기밸브 빨강색쪽이 이 폭발하고 남은 가스가 나가는배기밸브이다.

(2000rpm으로 회전시 밸브는 분당 1000번 열리고 닫히고 평균2천 알피엠으로 하루에 한시간 10년 운행한다면 2억번 움직이는 부품임 )

피스톤이 상하 운동 하는데 밸브가  서로 충돌 안하는 이유는

크랭크 샤프트랑 캠 샤프트 가 타이밍 밸트나 체인으로 고정되 어있어서 서로 충돌
(크랭크 는 자전거 발로 밟는 회전 부품을 생각하면 되 자전거 부품이름도 크랭크)
을 안하고  밸브여는 타이밍도 고정 되어있어 타이밍 밸트나 체인이 끈어지면  엔진이 바로 멈추는 이유이기도 하다.

90년대 이전만해도 캠에 모양이나 각도에따라 밸브 열림 량 타이밍 열려 있는시간이

한번 정해지면 절대로 바꿀수 없엇는데 이걸 처음 변화준게 포르쉐.

열림양 열리는 타이밍  열려있는 시간 에따라 엔진의 성격이 달라지는데 
초기 가변 밸브 개념은 열리는 타이밍을조절해서

밸브 오버랩 흡기 배기가 둘다 열려있는 상태를 조절 VVT( Variable Valve Timing)

캠의 혹이 조금더 일찍 오냐 뒤늦게 오냐의 차이 인데 원리는 cvvt랑 비슷하다 할 수 있다.
vvt는 빠른 타이밍과 느린 타이밍밖에없었다면,  cvvt는 상황에 따라 타이밍을 조절 한는것으로, 
고알피엠 고부하시, 고알피엠 저부하시, 저알피엠 고부하시, 정속시에따라

밸브 타이밍을 흡기, 배기 따로 조절하는 기술이다.

앞에서 크랭크랑 캠 샤프트는 타이밍 밸트나 체인으로 연결되어 타이밍이 고정 되어있다고 했는데

cvvt 유압으로 캠 각도를 전진시키거나 후진시킨다고 생각하면 된다.

회전뱡향으로캠 각도가 전진 된다면 밸브 타이밍이 빨라질 것이고, 회전방향 반대로면 타이밍이 느려지게 된다.

저알피엠 저부하시:   배기를 타이밍 빠르게 흡기 느리게 해서 오버랩 최소화

풀악셀 저알피엠 : 흡기로 빠르게 들어오고 나가버리기 때문에, 흡기 타이밍을 빠르게 해서 밸브를 닫아야하고,

풀악셀 고알피엠 : 저알피엠과 반대로 피스톤이 빠르게 흡입하기때문에 흡기를 늦춰도 흡기밸브로 나가지 않아 흡기 타이밍을 늦춰서 공기를 최대한 빨아들이는 효과 

정속시 : 배기밸브 타이밍 늦춰줌 그면 배기 가스가 나갔다가 역류하도록 유도 하는데 EGR 과같은 효과

cvvt는 타이밍을 조절했다면 vvl 은 많이열리냐 적게 열리냐 열림양을 조절 하는것이다.
캠의 혹이 큰걸 하이캠, 캠의 혹이 작은 것을 로우캠이라 하면

하이캠이면 밸브 열리는 양이 커지므로 실린더 내부로 공기가 많이 들어올수 있겠다.

근데 혹이 크면 캠사프트 회전 저항이 커져서 저알피엠 영역에서는

마력이 너무 없는 경우도 있어서 하이캠으로 튜닝한차들중엔 아이들 상태에서 엔진 부조가 일어나는 경우도 있다.
로우캠이면 고마력으로 가기가 어려운 특성이 있고 이 두개의 장점을 합친게 혼다 브이텍.

캠의 혹이 크고 작은 하이캠 로우캠 이 동시에돌면서 유압으로 알피엠 영역에따라 

유압으로 동기 핀을 움직여서 캠을 선택적으로 구동시킬수있게 만들었다.

당시에는 엄청 획기적이였는데, 요즘은 거의 안쓰는 방식
vvt 는 3단조절이였다면 cvvt  편심 축을 이용한 방식으로 캠샤프트가 밸브랑 가까워졌다 멀어졌다를 연속적으로 할수 있다고 보면 된다.

현대 측 설명은 CVVD만 설명했는데, CVVT 부품도 있는거보니 타이밍도 조절 할 수 있는듯.

듀레이션 은 캠의 모양에따라 한번 정해지면 바꿀수 없었다.

열리는 시간 에따라 고성능 지향(짧은듀레이션)이냐 연비지향(긴듀레이션)이냐로 나뉘는데 둘다 가능하게 되었다.
또한 가변 압축비 도 가능해졌는데, 압축 행정시 흡기 닫는 타이밍에 따라 압축비를 바꿀수있는데 

고압축비로가면 고성능형 엔진, 저압축비는 연비형 엔진이라 할 수 있겠다.

주황색 부품은 모두 같은 회전수로 돌고 있지만 캠샤프트와 

가변제어부 주황색 부품의 편심량에 따라 파랑색 회전각 속도가 달라지게 된다.

빨라진 영역 느려진 영역, 그러므로 밸브 시간도 달라지게 된다.


즉 예전에는 연비형혹은 고성능 엔진 한번 정해지면 절대로 바꿀수 없는 영역이였는데, 지금은 마음대로 바꿀 수 있다.
열효율도 4% 정도 올랐는데 작은 수치처럼 보이지만 엄청 많이 올린 것.

우리는 우선 "유전, 진화."라는것에 대하여 알아볼 필요가 있다.

유전이라는 것은 우선 부모(조상)가 갖고있는 유전형질을 생식을 통해 자식(자손)에게 물려주는것을 의미한다.

(개체간의 성별이 구분되고 같은 종 다른 성끼리 생식하는 유성생식에서)

알고있으면 좋기도하고, 우리가 흔히 알고있는 ABO혈액형

(상(常)염색체상의 유전자에 의해 지배되는 비반성(非伴性) 유전형질중 하나) 을 예를 들어 설명하자면,

우리가 혈액형이라고 부르는 A형 B형 O형 AB형이 있다.

A형은 사실 AA형 AO형으로 나누어져 있으며,

B형은 BB형 BO형, O형은 OO형인데 여기서 각 형질을 독립적으로 나눈 A,B,O를 유전형질이라고 한다.

그리고 A와 B와 O는 서로 대립하는 위치에 있으며(생식시 두개가 대립되어 유전하므로) 이를 대립형질이라고 한다.

그리고 우성과 열성이 있다.

여기서 우성은 "좋다." 열성은 "나쁘다." 를 의미하는건 아니고 대립형질끼리 대립하여 유전 한 결과,

겉으로 나타나는게(발현한다. 라고도 한다) 우성형질이고

겉으로 드러나진않고 유전자에만 쓰여있는것이 열성형질이라고 한다.

A, B는 우성형질이고 O는 열성형질이다. 그리고 A와 B는 서로 우열이없고 공동 우성이라고 한다.

공동 우성형질끼리는 유전시 둘다 발현된다. (AA+BB = AB AB AB AB, AO+BO= AB AO BO OO)

우성과 열성의 법칙을 따라서

AA형과 AO형은 모두 겉으로 A형으로 나타나는데 이렇게 겉으로 나타나는 A형 B형 AB형 O형은 표현형이라도 부른다.

표의 내용대로 

A(AA)형과 O(OO)형의사람이 생식하면 자식은 무조건 A형(AA)이다. 

O는 열성형질 A는 우성형질이기때문에 그렇다. 

AO형과 AO형은 둘다 A형이지만 생식하면 (AA, AO, AO, OO) A형보다 낮은 확률로 O형의 자식이 나올 수 있다.

AO형과 BO형이 만나면 A형 B형 O형 AB형 다 나온다. (A+O = A, A+B = AB, B+O = B, O + O = O형)

A(AO)형과 B(BB)형이 만나면 B형 AB형 (AB, AB, BO, AB) 

드물게 우리나라 CIS AB라는게 있는데 

A,B가 한곳에 같이 붙어있기에 AB+O 이런식으로 나타나는 돌연변이 유전형질이다.

우리나라 전라도와 일본의 규슈 지역에서만 나타난다..

이 CIS AB는 특이하게 O형과 만나서 AB형 혹은 O형이 나온다. (ABO + O = AB형 O형)

정상적인 혈액형에서는 AB+O = AO, BO(A형, B형)가 나오지만

AB가 같은 위치에 붙어있는데다가 O형과 붙어있는 기괴한 형태 때문이다.(CISAB = ABO, 원래 AB형은 그냥 A+B임)

그리고 새로운 CIS AB의 형태인데, B형과 B형이 만나서 B형 O형 CISAB형이 나온다.

그리고 완두콩에 관해서는 외형적으로 완두의 둥근부분과 주름진부분이 대립형질이 되는데

인공교배시 다음 1세대에서는 무조건 둥근형질만 발현된다.  (둥근부분이 우성형질)

이런것도 있는반면 불완전우성이라하여 

대립 형질 중 우열관계가 불완전하여 붉은색과 흰색이 섞여버린 잡종이 나타 난 경우다.

그리고 공동우성이라하여 (앞서 말한 혈액형 A와 B가 공동우성이라 AB가 발현 된 것과 같은 매커니즘)

대립되는 유전형질 두 가지가 다 우성인 경우 두개가 동시에 발현되는 경우이다.

아래 짤은 순종의 흰 동백과 붉은 동백의 수정으로 생겨난 잡종 1세대의 표현 형질로 꽃잎의 색을 결정하는 두 대립유전자가 모두 우성일 경우이다.

이렇듯 부모의 유전형질이 생식 후 자손에게 물려지는 일련의 과정을 유전이라고 한다.

물론 모든 유전이 정상적으로만 일어나는것도 아니고 돌연변이도 가끔 나타나곤 한다.

유전자(DNA)에 변형이 일어나서 부모와 전혀 다른 유전형질을 갖게 되는데

인간의 경우에는

- 다운증후군 : 21번 보통염색체가 3개로 정상인보다 1개 더 많다. 두 눈 사이가 크게 벌어지고, 혀가 두꺼워 항상 입을 벌리고 있으며, 성장이 늦고 지능도 낮다.

- 클라인펠터증후군 : 성염색체의 구성이 XXY로 유방이 발달하는 등 불완전한 남자가 된다.

- 터너증후군 : 성염색체의 구성이 X로 겉으로 보기에는 여자이나 2차 성징이 느리고 키가 작으며 지능이 대체로 낮다.

같은 돌연병이성 유전질환이 있기도 하다.

이 처럼 콩 심은데 콩 나는것 팥 심은데 팥 나는것을 유전이라고 한다.  

인간도 마찬가지, 부모에게서 유전형질을 반반씩 물려받고 그 중 낮은확률로 유전자에 돌연변이가 생기는 정도일뿐 

이 틀을 벗어나지않는다. 

이런것을 보고 어떤이들은 말한다.

"모든것은 유전에 의해 결정된다."라고 

이건 유전자에 관한 부분일 뿐인데. 이것을 결과론 적으로 착각하여 이해하는 사람들이 많은데

모든것은 유전자에 의해 결정 되므로, 결과도 그 유전자를 따라간다 라고 말하며 본인의 상황에 빗대어 변명하는 것이다.

생각해보자

부모의 지능이 높아서 좋은 지능을 물려받았지만,

사고로 뇌의 일부가 다치게 되어서 정상적인 사고를 할 수 없게 되었다고

이 사람은 분명히 지능에 관하여 좋은 유전자를 물려받았지만

사고 이후에는 그렇다고 말 할수 없게 되었다. (물론 유전자에는 쓰여있다.)

또 다른 예를 들어보자 부모의 유전형질이 달리기에 특화되어있고,

돌연변이 없이 그 유전형질을 그대로 물려받은 자식이 있다.

그런데 그 자식은 달리기를 떠나서 운동 자체를 싫어하고, 달리기를 잘 하지 않는다.

물론 달리기에 있어 유리한 유전형질을 물려 받은 사람보다는 달리기에 재능이 있겠지만

사용하지 않고 발전시키기않았으니, 오히려 달리기를 열심히 하는 사람보다는 달리기를 잘 못할 확률이 매우 높다.

(물론 이 쪽으로 파고든다면 다른이에 비해 우수한 결과를 얻을 수 있겠다만)

이 처럼 결과에 있어서는 후천적인 부분을 간과할 수 없는것이다.

아무리 좋은것을 물려받아도 사용하지 않으면 쓸모 없고, 좋지 않은것을 물려받았다고 한들 노력이라는 부분으로 재능을 매꾸어 결과를 내면 되는것이다.

이 처럼 유전은 생존한 개체가 생식을 통해(유성생식, 무성생식 등) 자손에게 유전형질을 물려주는것을 뜻한다.

여기서 파생되는 개념인 진화라는것이 있는데, 진화라는 개념에 대한 사전지식이 없는 사람들은

진화라는 단어가 쓰이는 늬앙스때문에 진화라는것에 대한 의미를 잘못 알고있는 경우가 많다.

비교해부학의 창시자이자 고생물학의 아버지라 불리는 동물학자 퀴비에는

어느 날 매머드와 메가테리움(멸종한 코끼리 크기의 대형 나무늘보의 일종)의 화석을 조사하던 도중

이 화석들이 현생하는 나무늘보나 코끼리와 비슷하기는 하지만 전혀 다른 종이라는 결론을 내렸고,

탐험가들 또한 거의 지구 전 지역을 탐험 한 와중에도 그렇게 거대했던 생물들이 발견되지 않았던 점을 근거로,

그 고생물들이 모두 멸종했다고 발표를 하게 되었다.

모든 만물과 생명은 하나님이 창조하였고 하나님 돌봄과 사랑을 받게 된다는것이 만연한 사실이 된 가운데

어느 종이 멸종 한다는거 자체는 아마 당시에 신선한 충격이었을거다.

화석에 대한 퀴비에의 연구는 계속 되었는데 그는 지층을 조사하면서 종들이 나타났다 사라지는 현상을 발견했고

멸종의 원인은 대격변이며 생물들을 멸종시킨 격변은 과거 여러차례 있었고

노아의 홍수(당시에는 만연한 사실로 받아들여 졌음)가 아마 가장 마지막에 일어난 격변이었을 것이라 주장했다.

그리고 멸종 뒤에는 다른 생물종들이 재창조되거나 이주해오는 식으로 새로운 종들이 탄생했다고 생각했다.

그 주장을 듣고 같은 동물학자인 라마르크(진화론의 창시자, 대표적으로 용불용설이 있다.)는

진화론에 대한 아이디어를 얻을 수 있었다. 

라마르크 : 퀴비에 교수, 자네는 종들이 격변 때문에 멸종했다가 이주나 재창조로 새로운 종들이 등장한다고 했지?

퀴비에 : 그렇습니다.

라마르크 : 그런데 말이야, 그 멸종이라는게 사실 없었던거 아닐까?

퀴비에 : 네?

라마르크 : 그러니까 멸종했다는 종들이 사실 멸종한게 아니라 자네가 말하는 새로운 종으로 "변화"한게 아닐까 하는 것이네.

퀴비에 : 종이 다른 종으로 "변화"를 한다니 그런 황당한 말이 어디있습니까?

라마르크 : 왜 황당하다고 하는가?

퀴비에 : 얼마전에 나폴레옹 보나파르트 장군이 이집트에서 귀환하면서 사람과 학의 미라를 가져오지 않았습니까?

분명히 수천년전 까마득한 옛날의 것들인데도 현대와 똑같은 종이었습니다. 종들이 다른 종으로 "변화"를 한다면 그 미라들이 오늘날과 같은 종일 수 있단 말입니까?

이렇게 퀴비에의 연구에 영감을 받은 라마르크를 시작으로 진화라는 개념이 만들어졌다.

라마르크에 의하면, 생물은 진화하는 내적인 '경향'을 갖고 있고,

환경이 변화하면 그것이 일으키는 '요구'에 의해 습성의 변화가 일어난다. 

그에 따른 기관의 사용ㆍ불사용은 기관의 발달과 퇴화를 초래하고, 그것이 유전되어 생물이 변화(진화)한다. 

이것이 라마르크의 유명한 용불용설(用不用說)이다.

쉽게 말하면 기린이 높은 나무에 달린 풀잎을 먹기위해 노-오력을 하니 목이 길어 질 수 있었고,

그것이 유전형질에 영향을 미쳐, 후손에게 유전 될 것이라는 이야기. 

라마르크의 진화론은 당시에 창조론이 대세인 시대적 배경이었기에,

동료 학자인 퀴비에를 포함한 여러 지식인들에게 엄청난 핍박을 받았고

무신론자라고 조롱받으며 비난당했으며 그로인한 빈곤과, 가정적 불행이 계속되어 실명하고

마침내 고독하게 세상을 떠나게 되었다.

이렇게 진화론은 시작되었고, 이를 계승하여 진화론의 아버지라 불리는 찰스 다윈이 등장하게 되었다

우선 진화란 학문적 의미를 제외하고 일반적으로 사용하기에 그 의미가 발전하고 발달하는 의미이지만

이처럼 학문적인 의미로써 진화는 다윈의 자연선택설(적자가 생존하여 번식하게 되는 것)을 이야기 한다고 볼 수 있다.

일반적으로 종이 살아가고있는 환경에 적응하여 생존하게되고

그 생존한 종들이 번식하는 일련의 과정을 진화라고 한다.

다른 모든 유기체를 포함, 인간의 생도 이 안에서 크게 벗어나지 않는다.

각 인간이 살아가는 환경에 대해서 적응하지못해 생존하지 못하면 그 개체의 유전자는 생식되지않으니

사라져 버리고 만다.(대가 끊기고 죽어버리면 말 그대로 이 세상에서 영원히 사라지는거다.)

그런 반면 환경에 적응하게되어 생존을 하게되면, 생식을 할 수 있게 되고,

유전자를 유전하고, 자연에 선택되어 진화 한다고 볼 수 있다.

더불어 인간은 생존과 진화함에 있어 심리적인 부분도 굉장히 크게 작용하는데

모든 인간의 무의식은 일반적으로 생존과 번식을 주 목적으로하여 생각하고 행동하게 되어있다.

(사실 다른 유기체들도 마찬가지긴 하지만)

이를 심리적인 관점에서 이해하는 학문이 진화심리학이다.

1. 이승만은 1875년에 태어난 인물로 출생일 기준으로 이승만과 정조 사망(1800년)의 시간적 거리가

2019년인 오늘보다 더 짧은, 생각보다 훨씬 오래전의 인물이다.

2. 이승만은 우리나라 최초의 일간지인 '매일신문'의 창립자이다.

3. 이승만은 스무살 때 명성황후 시해 사건이 발생하자,

그 원수를 갚겠다는 (춘생문 사건) 계획을 세웠다가 발각되어 피신한 적이 있다. 

4. 이승만은 고종 폐위 음모에 가담했다는 혐의로 사형선고를 받고 20대의 대부분을 감옥에서 보냈다.
투옥 도중 탈옥 시도를 한 적이 있으나 다시 잡혀 곤장 100대를 맞았고 같이 탈옥시도를 했던 사람은 사형당했다.

당시 고문의 후유증으로 평생 안면경련증에 시달렸다.

5. 이승만은 투옥 도중 성서를 읽으며 영한사전을 집필했고, 계몽운동의 연장선으로 '독립정신' 52편을 저술했다. 

6. 이승만은 29살 석방되고 42년이나 미국에서 생활하였다.

미국에서 조지워싱턴 철학 학사, 하버드 영문학 석사, 프린스턴 국제법 박사를 취득했는데

이는 대한민국 1호 박사 학위다.

7. 이승만은 미국에서 활동할 때 미국인들보다도 더 반공주의자인 것으로 유명했다. 

8. 이승만은 일본인이 보낸 밀정의 저격을 받은적이 있다. 2~3발의 총성이 있었으나 불발이라 살아남았다. 

9. 이승만은 하와이에 있을 때, 독립운동 자금을 모으기 위해 숯 사업을 한 적이 있다.

10. 이승만이 초대 대통령이 되었을때 나이가 74살,

맥아더가 인천상륙작전을 했을때 이승만의 나이는 76살이었다.