코닉세그의 자회사인 프리밸브(Freevalve)가 광저우 모터쇼에서 캠샤프트를 없앤 엔진을 공개했다. 캠샤프트가 없어 이름도 `캠프리(Qamfree)`다.
캠샤프트는 그간 4행정 내연기관에서 빼놓을 수 없는 부품으로 여겨졌다. 엔진 실린더 내부에서는 4행정(흡입-압축-폭발-배기)이 끊임없이 반복된다. 이때 실린더 내부로 공기를 유입시키고 압축된 혼합기를 다시 실린더 바깥으로 내보내기 위해서는 흡/배기 밸브가 필수적이다. 흡/배기 밸브의 작동에는 크게 두 개의 부품이 필요한데 하나가 반으로 쪼갠 메추리알처럼 생긴 `캠`, 다른 하나가 캠을 한데 모아 회전시키는 `캠샤프트`다. 다시 말해 캠샤프트는 엔진의 흡/배기에 중추적인 역할을 하는 셈.
그러나 중요한 임무를 담당하고 있는 것과는 별개로 한계도 뚜렷했다. 엔진이 캠샤프트를 구동하는 과정에서 생기는 구동손실이 대표적인 예다. 캠과 밸브 등이 지니는 내구도의 문제로 엔진의 성능을 최대치로 끌어 올리는데 제약이 생긴다는 점이나 OHC 방식에서 나타나는 엔진의 부피 증가 등도 단점이었다.
캠프리 엔진은 캠샤프트를 제거함으로써 이러한 한계를 극복하려는 시도라고 할 수 있다. 캠프리 엔진의 원리는 쉽게 말해 캠샤프트가 하던 일을 컴퓨터에 맡긴 것이라고 보면 된다. 흡/배기 밸브는 전자식으로 여닫고, 압축공기와 유압, 그리고 전자식 작동장치가 유기적으로 연계하여 밸브의 개폐 타이밍을 조절한다.
캠샤프트 없는 엔진이 갖게 될 가능성은 상상 이상이다. 기계적인 측면에서는 캠과 캠샤프트를 비롯해 캠샤프트 풀리, 타이밍 벨트(혹은 체인) 등 수많은 관련부품이 사라진다. 그동안 많은 자동차 제조사가 채용한 가변밸브타이밍 기구도 사라지기 때문에 실질적으로 줄어드는 부품은 더 많아진다. 덕분에 중량 절감은 물론, 같은 배기량의 엔진에 비해 크기와 부피를 줄이는 데에도 유리하며 엔진의 생산성도 높일 수 있다.
성능의 측면에서는 그동안 캠에 묶여 있었던 밸브의 개폐 타이밍 조절이 한층 자유로워진다. 따라서 이론상 밸브의 개폐 타이밍은 물론, 압축비(Compression ratio)까지 전자장비의 조정만으로도 더 쉽고 유동적으로 조정할 수 있으며, 출력과 토크, 연료 효율을 그야말로 엔지니어의 입맛대로 조율할 있다(압축비에 대한 조절이 자유롭다는 이야기는 터보를 비롯한 과급 엔진을 구성하기에도 자유롭다는 뜻).
이뿐만이 아니다. 프리밸브는 직분사 기구마저 필요가 없어진다고 주장한다. 프리밸브는 컴퓨터를 이용해 밸브 개폐를 자유롭게 조정할 수 있게 되면서 일반적인 엔진에 비해 출력은 최대 47%, 토크는 45%, 연료 효율은 15%까지 향상된다고 말한다.
캠프리 엔진은 이번 광저우 모터쇼에서 중국 코로스 브랜드의 C세그먼트 해치백 `3`에 적용된 채로 공개됐다. 캠샤프트가 없어진 이 1.6L 터보 엔진은 230마력의 최고출력과 32.6kg.m의 최대토크를 발휘한다. 코로스는 프리밸브와 추가적인 개발을 진행한 뒤 본격적인 엔진 양산에 돌입할 예정이다. 정확한 양산 시점은 아직 밝혀지지 않았다.
