첨단 디젤엔진과 다양한 편의사양을 갖춘 르노삼성 QM-5

[박동현]

첨단 디젤엔진과 다양한 편의사양을 갖춘 르노삼성 QM-5

NEW CAR DRIVING / RENAULT SAMSUNG QM5

첨단 디젤엔진과 다양한 편의사양을 갖춘 르노삼성 QM-5

르노삼성자동차의 첫 번째 SUV인 신개념 크로스오버 QM5는 르노-닛산 얼라이언스의 최첨단 디젤 기술을 적용한 2.0dCi 커먼레일 엔진을 얹어 연비는 물론 출력과 토크를 획기적으로 향상시킴과 동시에 유로4 배출가스 기준을 만족시키고 있다. 1600Bar의 고압 피에조 인젝터 등을 적용해 최고출력 173마력, 최대토크 36.7kg·m의 강력한 파워를 갖추고 있는 QM5에 대해 좀 더 알아보자
박병일 본지 기술위원·자동차명장

르노삼성차가 새롭게 선보인 QM5는 세계적인 명성과 오랜 전통을 자랑하는 르노-닛산 얼라이언스의 SUV 모델들과 플랫폼을 공유함으로서 신뢰할 수 있는 4륜구동시스템과 세단 못지않은 탁월한 주행성능을 제공하고 있다. 또한 최첨단 디젤엔진 2.0dCi 엔진(M9R)을 얹어 최고출력 173마력에 최대토크 36.7Kgm의 동급 최고의 강력한 성능과 14.4Km/ℓ의 높은 경제성을 자랑한다.


그 비밀은 기존 디젤엔진과 다른 디젤 연료분사시스템을 적용했기 때문이다. 우선 피에조 방식의 인젝터를 적용하고 있는 것부터가 다르다. 디젤 시스템 또한 독일 보쉬의 부품들로 구성되는 등 기존 국내 커먼레일 디젤 엔진과는 차별화된 모습을 곳곳에서 볼 수 있다.


QM5 M9R 엔진의 구조를 살펴보면 저압 및 고압 연료펌프 일체형인 고압 연료펌프와 저압 연료펌프에서 공급되는 연료의 양을 조절하는 순환조절밸브(Flow Regulator Valve), 고압의 연료를 분해하는 커먼레일, 커먼레일의 압력을 엔진부하에 맞게 제어하는 압력조절밸브(Pressure Regulator Valve), 각각의 실린더에 적당한 연료를 적당한 분사시기에 분사하는 피에조 인젝터, 인젝터 리턴라인의 압력을 10bar로 유지하는 압력 홀딩 밸브와 커먼레일 시스템을 제어하는 ECM으로 구성되어 있다.

피에조 인젝터 등 첨단 연료분사시스템 적용


우선 기어식 저압펌프가 연료탱크에서 압송한 연료는 저압조절밸브가 5bar의 압력으로 제어해 순환조절밸브(FRV)에 보내진다. FRV는 다시 엔진의 부하에 맞는 적당량의 연료를 고압펌프로 보낸고 고압 펌프는 플런저 펌프로 압축한 고압의 연료를 커먼레일로 내보낸다. 이렇게 고압으로 형성된 연료는 커먼레일의 끝에 있는 압력조절밸브(PRV)에 의해 엔진부하에 맞는 연료압력으로 제어되고 나머지 연료는 모두 바이패스 된다. 한편 ECM은 커먼레일의 연료압력을 200～1600bar로 제어한다. QM5에 새로 적용된 피에조 인젝터는 압력이 발생하면 전기를 발생하는 압전소자를 이용해 기존 솔레노이드 밸브식 인젝터의 단점을 보완한 것으로 작동시간이 짧고 정확해 더 많은 횟수의 분사를 할 수 있는 것이 특징이다. 또한 기존연료제어 방식에 예비(Post)분사를 추가해 DPM을 효과적으로 줄이는 것이 가능해졌다.

이밖에 QM5에는 증폭시스템(Amplifier system)이 적용되어 있다. 액츄에이터의 적은 움직임을 증폭하기 위한 이러한  증폭시스템은 증폭피스톤과 개방피스톤으로 이루어져 있으며, 두 피스톤 사이에는 연료챔버가 있었다. 두 피스톤의 단면적은 개방피스톤측이 훨씬 넓은 것을 알 수 있는데 개방피스톤이 조금만 움직여도 오퍼레이팅 피스톤이 증폭작용에 의해 많이 움직이게 된다. 인젝터는 이러한 작동을 할 때마다 연료실의 연료가 빠져나가게 되는데 이때 빠져나간 연료는 압력 홀딩 밸브가 유지시키는 인젝터의 리턴라인에 연료압력에 의해 다시 채워진다. 따라서 압력 홀딩 밸브 없이는 인젝터가 정상적으로 작동할 수 없기 때문에 피에조 인젝터는 기존 방식처럼 리턴라인을 분리해 확인한 연료의 량으로 진단하던 방식은 사용할 수 없다.  


한편 QM5는 파워트레인은 최신 커먼레일 연료분사 시스템과 함께 최첨단 수동겸용 6단 자동변속기를 적용하고 있다. 르노-닛산 얼라이언스에 의해 개발된 신형 자동변속기는 운전자의 의도에 정확하고 빠르게 반응했다. 기어 변속시 변속 패턴 또한 엔진출력과 함께 조화롭게 연결 되어 있어 응답도 빠르고 변속 충격도 거의 느끼지 않게 변속이 이루어지고 있었다. 온 로드는 물론 오프로드에서도 소음과 진동은 물론 순발력이 좋아 기존 2.0엔진에서 아쉬웠던 고속에서 쉬었다 가는 변속패턴구간이 없었다. 특히 엔진이 장행정이어서 저중속 토크특성이 좋아 엔진과 변속기의 궁합이 잘 매치되고 있었다. 연비는 물론 고속에서 소음 또한 적어 고속 정숙성이 탁월함도 지녔다.  

조정안정성과 승차감을 극대화한 섀시구조 QM5의 섀시는 맥퍼슨 스트럿 타입의 전륜 서스펜션과 멀티링크 타입 후륜 서스펜션을 적용하고 있다. 맥퍼슨 스트럿 서스펜션은 역 L자형 로어 암을 전방으로 이동시켜 충돌 및 주행성능을 개선하는 스티어링 휠 진동민감도를 개선했으며 서브 프레임과 서스펜션을 연결하는 부위의 부시 사이즈를 증대해 승차감을 향상시켰다. 특히 캐스터 각을 크게 해 직진 주행안정성을 향상시킨 점이 눈에 띄었다. 멀티링크 타입의 후륜은 쇽 업소버의 강성을 크게 함과 동시에 아래쪽으로 장착해 승차감 및 선회안정성을 개선하고 실내거주 공간을 극대화 했다. 또한 전륜 서스펜션과 마찬가지로 리어크로스 멤버의 부시 사이즈를 크게 해 승차감에도 많은 차이를 느끼게 하고 있었다. 차체에 있던 트레일링 암의 마운팅 위치를 크로스 멤버로 이동해 승차감 또한 기존 차와는 분명 차별화 되어 있었다. 그리고 SUV의 장점인 오프로드 주행력을 극대화하기 위해 노면 조건 및 주행상태에 따라 전, 후륜에 구동력을 능동적으로 배분해 최적의 주행성능을 발휘하는 ATT(Active Torque Transfer)을 적용했다. ATT는 4바퀴에 장착된 휠 센서와 액셀러레이터, 스티어링 휠 등에 장착된 정밀센서를 통해 수집된 데이터를 통해 차량의 슬립여부 및 주행 조건을 판단하고  전자클러치를 제어하는 장치로 주행상태에 따라 적정한 구동력을 배분하는 것이 특징이다.

<카트리지 방식으로 교환이 편리한 에어클리너>

전자식 주차브레이크(EPB)는 주차 제동장치의 작동 메커니즘을 기계식으로 전자식으로 변경하여 주차, 제동안전성 및 운전 편의성을 향상시켰다. EPB는 간단한 스위치 조작만으로 주차 브레이크를 작동, 해제 할 수 있으며 주행 시 오토파킹 기능을 설정하면 자동을 주차브레이크를 체결하여 신호대기 또는 차량정체구간에서 잦은 브레이크 페달 조작으로 인한 운전자의 피로를 줄여주고 또한 경사로 출발을 위해 가속페달을 밟으면 차량이 뒤로 밀리지 않도록 하면서 체결된 주차 브레이크를 자동으로 해제해 준다. 시동키를 빼면 주차 브레이크가 자동으로 체결돼 주차브레이크 미체결로 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지해 주는 역할도 한다.

<동급 최초로 적용된 피에조 타입의 인젝터>

이밖에 NVH 성능도 강화되었다. 대시패널 복고면 구조 및 (+)형 멤버를 적용해 주행시 차체 패널을 통해 유입되는 각종 노이즈 및 엔진룸 내의 투과음을 개선하고 차체플로어 평면부에 다중곡률 형상을 부여해 실내로 유입되는 소음을 저감시켰다. 차량 후륜부 패널에도 발포 패드 및 리인포스 패널(Reinforce Panel)을 샌드위치 타입으로 적용해 주행 중 후륜에서의 노면 노이즈를 최소화했다.

경사로에서 자동으로 속도를 줄여주는 HDC QM5의 편의장치 중에는 경사로 자동 저속주행 장치(Hill Descent Control)가 특징이다. HDC 시스템은 별도로 설치된 스위치 작동을 통해 비탈이 큰(10%이상) 경사로 등에서 자동으로 차를 저속(약7Km/h전후)으로 약 1G씩 감속하고 차량의 속도가 약 7Km/h 이하가 되면 작동을 중지한다. HDC에는 입력신호를 위한 별도의 센서가 없으며, 센서 클러스터 내부의 기존 G센서를 이용해 경사도를 감지하는 방식이다. G 센서가 10% 이상의 구배율을 감지하면 ESP의 EHCU 유닛에 HDC의 작동신호를 전달한다. 예를 들면 전방에 경사가 급한 내리막길이 있을 경우, HDC 작동스위치를 누르면 계기판에 HDC 작동 표시등이 점등하는데, 센서 클러스터 내부의 G 센서가 경사도를 감지해 구배율이 10% 이상일 경우 ESP의 HDC 기능을 작동시킨다. 이때는 상당한 큰 작동 음과 함께 HDC작동 표시등이 점멸한다.  작동과정에서 나는 소음 또한 기존 ABS 또는 ESP작동과정에서 나는 소음과는 매우 다른데, 급경사로에서 차의 하중에 따른 물리적인 요소를 제동력으로 제어해야 하기 때문에 귀에 거슬릴 정도의 기계음 및 진동이 날 수 있으므로 유의해야한다. 또한 HDC 시스템은 약 10%이상의 급경사 오프로드용으로 개발된 것으로 일반도로에서는 사용하지 말아야 한다. 이를 빈번하게 사용할 경우, ESP EHCU 유닛과 관련 시스템에 내구성이 약해질 수 있다. 참고로 일반도로일지라도 급선회 또는 요철 등을 통과할 때 순간적인 충격에 의한 G센서 값에 의해 HDC가 작동될 수 있으므로 평지 또는 일반도로 주행할 경우에는 HDC 스위치를 반드시 OFF해두어야 한다. 그렇지 않으면 순간적으로 운전자의 의도대로 차 제어가 이루어지지 않기 때문에 당황할 수 있다. 이러한 HDC 시스템은 국내에서는 생소한 브레이크 시스템 관련 편의장치이므로 운전자들에게는 그 기능 및 작동과정이 다소 생소할 수 있다. 따라서 앞서 설명한 HDC의 작동조건 및 미 작동 조건 등의 내용을 숙지해야 할 것 같다. 특히 HDC 작동 중에 HECU 및 브레이크 시스템에서 발생하는 큰 소음이나 진동은 HDC 작동과정에서 발생하는 정상적인 과정이라는 사실은 운전자는 물론 정비사들도 알아 두어야 할 내용이라고 할 수 있다. 한편 QM5의 외관은 볼륨감을 통해 강인하고 세련된 느낌을 강하게 표현한 전면부와 함께 측면부에 투톤 바디 칼라를 적용하여 스포티하고 다이내믹한 이미지를 부각시켰다. 후면부는 전면 디자인과의 조화를 유지하며 안정된 맛이 깊게 베여있는 모습이 강한 인상은 남긴다. 좀더 자세히 얘기하자면 전면부는 필터에서 후드로 이어지는 강한 캐릭터라인을 적용하여 볼륨감과 안정감을 연출하고 고급스러운 베젤 타입의 헤드램프로 스포티함과 다이내믹함이 있었고 와이드타입 범퍼 및 범퍼 가니시를 적용하여 SUV의 특유의 멋을 가지고 있었다. 특히 테일게이트는 국내 최초로 조개껍질처럼 위아래로 개폐가 가능한 클램셀을 적용하여 두 사람이 함께 걸터앉아 있을 수도 있고 무거운 짐을 적재할 때 매우 유용하게 사용할 수 있다. 또한 루프전체에 글라스를 적용함으로서 개방감을 극대화하여 푸른 하늘과 별들을 맘껏 감상할 수 있는 파노라마 선루프도 적용되었다. 이밖에 BMW 나 아우디 등에서만 볼 수 있었던 손끝터치만으로 차량시동을 걸 수 있는 푸시타입 버튼이 동급 최초로 적용되었다. 여기에 내비게이션을 센터콘솔에 위치한 조이스틱으로 조작함으로 재미있고 편리한 편의장치를 다양하게 갖추고 있다. 이와 같이 QM5는 작은 덩치가 아쉽기는 했지만 내면 깊숙이 속 꽉 차게 정리된 안전편의장치들로 기존 SUV들과는 차별화된 최첨단 시스템으로 무장되어 있었다.