6기통 직렬 엔진(Straight-six engine / Inline-six engine) 은 6개의 실린더가 크랭크축을 따라 일직선으로 배열된 피스톤 엔진의 한 형식이다. 약칭으로 I6 또는 L6으로 표기되기도 한다.
구조 및 특징
6기통 직렬 엔진은 6개의 실린더가 하나의 실린더 블록 위에 일렬로 배치되어 있으며, 하나의 실린더 헤드와 하나의 배기 매니폴드를 사용한다. 동일한 출력과 배기량의 V형 엔진과 비교할 때 인젝터 수가 적고 구조가 단순하여 신뢰성과 정비성이 뛰어나다. 패키징 측면에서 보면 V6 엔진이나 V8 엔진보다 거의 항상 좁지만, 직렬 4기통 엔진, V6 엔진, 대부분의 V8 엔진보다 길이가 길다.
엔진 밸런스
적절한 점화 순서(일반적으로 1-5-3-6-2-4)를 사용할 경우, 6기통 직렬 엔진은 완벽한 1차 및 2차 엔진 밸런스를 갖는다. 1차 밸런스는 전방과 후방의 세 실린더 쌍이 서로 180도 위상차를 두고 움직이면서 진동을 상쇄하기 때문에 달성된다. 2차 밸런스는 크랭크 스로가 120도 간격으로 세 평면에 배치되어 비정현력이 6차 이상의 자유력에서 모두 0으로 합산되기 때문에 이루어진다. 이러한 특성으로 인해 6기통 직렬 엔진은 동일하거나 그 이하의 실린더 수를 가진 다른 엔진 설계보다 진동이 적다. 이는 상당한 2차 동적 불균형을 겪는 직렬 4기통 엔진, V6 엔진, V8 엔진과 비교하여 큰 장점이다.
크랭크축 베어링
6기통 직렬 엔진의 크랭크축은 일반적으로 4개의 메인 베어링(각 크랭크핀 쌍 사이에 하나씩, 양 끝에 하나씩) 또는 7개의 메인 베어링(모든 크랭크핀 사이에 베어링)을 사용한다. 대배기량 엔진과 디젤 엔진은 크랭크축의 휨을 최소화하기 위해 주로 7베어링 방식을 사용한다. 반면 소형 및 고성능 엔진은 마찰을 줄이고 크랭크축의 비틀림 강성을 높이기 위해 4베어링 방식을 채택하기도 한다.
역사 및 변천
최초의 양산형 6기통 직렬 엔진은 1903년 네덜란드의 스파이커(Spyker) 60 HP 경주용 자동차에 탑재되어 도입되었다. 이후 1909년까지 약 80개 제조사(영국 내 62개사 포함)가 이 엔진 형식을 사용할 정도로 인기를 끌었다. 20세기 중반까지 6기통 엔진 중에서는 직렬 방식이 가장 보편적인 설계였다.
그러나 1970년대부터 V6 엔진이 점차 보편화되기 시작했고, 2000년대에 이르러서는 대부분의 경량 자동차 애플리케이션에서 V6 엔진이 6기통 직렬 엔진을 대체하였다. V6 엔진의 짧은 길이가 주요 대체 이유였다. 이러한 추세의 예외로는 독일의 BMW가 있으며, BMW는 6기통 엔진에 지속적으로 직렬 방식을 고수해 왔다.
2017년 이후로는 직렬 엔진을 기반으로 한 모듈러 엔진 패밀리 구축이 가능해지면서 다시 6기통 직렬 엔진으로 회귀하는 추세가 나타나고 있다. 대표적인 예로는 2017년 이후의 메르세데스-벤츠 M256 엔진, 2019년 이후의 재규어 랜드로버 인제니움 엔진(AJ300 및 AJ300D), 2021년 이후의 스텔란티스 허리케인 엔진, 2022년 이후의 마쓰다 스카이액티브-X 및 스카이액티브-D 엔진 등이 있다.
용도
6기통 직렬 엔진은 높고 부드러운 토크, 단순성과 신뢰성, 무게와 공간 효율성, 균형 잡힌 출력 전달 특성으로 인해 트럭과 버스의 동력원으로 널리 사용된다. 배기량은 일반적으로 2~4리터 범위에서 생산되지만, 0.7리터의 베넬리 750 Sei 오토바이 엔진에서부터 10,972리터에 달하는 뵈르칠레-줄저 RTA96-C 선박용 2행정 디젤 엔진까지 다양한 규모로 제작된다. 두 개의 6기통 직렬 엔진을 하나의 크랭크축으로 결합하면 V12 엔진이 형성된다.
