스로틀 밸브

Throttle valve.

내연기관의 흡기부에 장착된 밸브로, 엔진으로 들어가는 공기의 양을 조절함으로써 엔진의 출력을 조절하는 기능을 한다. 스로틀 밸브는 '버터플라이 밸브' 방식으로 되어 있다. 원형으로 된 흡기 파이프 안에 원판으로 된 밸브가 있으며, 이 원판의 가운데를 지나가는 축이 있어서 이 축을 중심으로 회전하는 구조다. 밸브가 닫혀 있을 때에는 원판이 파이프 안을 꽉 막고 있다가 밸브가 열릴 때에는 축을 중심으로 90도 회전한다. 퍼포먼스를 중시하는 F1 엔진과 같은 경우에는 스로틀 밸브가 슬라이드 방식으로 여닫히는 기요틴 밸브 방식도 있었지만 지금은 F1도 버터플라이 방식이 대세다.

액셀러레이터의 주요한 기능이 바로 이 밸브를 조절하는 것이다. 액셀러레이터를 밟을수록 이 밸브가 많이 열려서 더 많은 공기를 받아들이고, 액셀러레이터에서 발을 뗄수록 이 밸브가 닫혀서 엔진으로 갈 수 있는 공기의 양이 줄어든다. 과거에는 액셀러레이터 페달과 밸브가 기계식으로 연결된 방식이었다면 지금은 전자식으로 연결된 플라이-바이-와이어(Fly-by-wire, FBW). 즉 페달을 밟거나 떼면 센서가 그 정도를 감지하고, 스로틀 밸브에는 모터가 달려 있어서 ECU의 지시에 따라 모터가 밸브가 열리는 정도를 조절한다. 여기에 맞춰서 엔진 분사량을 조절하기 때문에 효율이 높아진다. 또한 모드 조절을 통해 같은 정도의 페달을 밟아도 실제 스로틀 밸브가 열리는 정도는 다르게 설정할 수도 있다. 예를 들어 일반 모드보다 스포츠 모드에서 밸브가 열리는 정도를 더 민감하게 프로그래밍할 수 있다. 다만 FBW 방식은 기계식에 비해 페달의 반응속도가 늦다는 게 중론이다. 이때문에 기계식 밸브를 사용하는 구식 자동차를 선호하는 자동차 마니아들도 있다.

BWM는 밸브트로닉(Valvetronic)이라는 기술을 사용하고 있는데, 스로틀 밸브가 아니라 엔진의 흡기 밸브가 열리는 정도를 조절해서 엔진으로 들어가는 공기량을 조절한다. 이렇게 하면 흡기행정에서 피스톤이 아래로 내려가면서 공기를 흡입할 때 스로틀이 덜 열려 있어서 생기는 펌핑 손실(pumping loss)을 줄일 수 있다는 장점이 있다. 펌핑 손실이란 쉽게 말해서 주사기의 입구를 완전히 열었을 때와 비교했을 때 반쯤 막은 상태에서 피스톤을 내리면 힘이 더 많이 들어가서 그만큼 에너지 손실이 생기는 것인데, 스로틀 밸브는 엔진과 거리가 떨어져 있기 때문에 엔진과 바로 붙어 있는 흡기 밸브에 비해 펌핑 손실이 더 많이 생긴다. 그렇다고 밸브트로닉 엔진에 스로틀 밸브가 완전히 사라진 건 아니고, 평소에는 완전 개방 상태를 유지하다가 밸브트로닉에 문제가 생겼다거나 하는 특정한 경우에만 밸브가 쓰인다.