"줄여야 산다" 다운사이징의 세계

[닐리리야[부산]]

갈수록 심해지는 온난화와 미세먼지 증가로 각 나라마다 배기가스 규제가 갈수록 강화되고 있다. 이에 맞춰 자동차업계는 배기가스 규제를 맞추기 위해 기존의 엔진 크기를 버리고 좀 더 작은 엔진 만들기에 여념이 없다.

벤츠는 이번 여름에 10세대 E클래스를 론칭하면서 가솔린 모델인 E300의 엔진크기를 기존의 6기통 3.5리터에서 4기통 2.0리터 터보엔진으로 크기를 줄였다.

마력은 기존 252마력에서 245마력으로 약간 줄었지만 최대토크는 34.7kg.m에서 37.7kg.m으로 높아졌다. 시내연비는 7.9km/L에서 9.3km/L로, 고속도로 연비는 10.9km/L에서 12km/L, 복합연비도 9km/L에서 10.3km/L로 개선됐다. 이산화탄소 배출량은 197g에서 169g으로 10%이상 줄였다. 최대토크 역시 높아져 중저속에서 기존보다 달리는 힘이 더욱 강해졌다.

디젤모델인 E220의 경우에는 기존 4기통 2.2리터엔진을 2리터 엔진으로 크기를 줄였지만 최고출력은 170마력에서 194마력으로 증가했다.

BMW는 이미 2011년 12월부터 528i엔진을 6기통 3리터에서 4기통 2리터 트윈파워 터보 엔진으로 다운사이징 해오고 있다. 엔진 배기량은 줄었지만 단순한 배기량 축소를 넘어 이산화탄소 배출량은 줄이고 성능과 효율을 높였다. 이 엔진은 기존모델과 동일한 245마력을 발휘하지만 최대토크는 13%향상되어 35.7kg.m을 내며 제로백도 기존보다 0.4초 빨라진 6.3초였다. 국내에서 판매되고 있는 BMW세단 중 최초로 8단 자동변속기와 오토스타트/스톱기능을 결합하여 기존대비 무려 22%향상된 복합연비 11.7km/L를 달성해 힘과 효율성을 모두 갖췄다.



국내업체들도 한층 강화된 배기가스 규제와 맞물려 엔진크기 줄이기에 나서고 있다. 예전에는 중형세단하면 2.0리터 가솔린 엔진이었지만 이 흐름도 깨지고 있다. 현대·기아 및 국내 완성차 업체들은 기존 2.0리터 가솔린 엔진 대신 1.6리터 가솔린 터보 및 1.5리터 가솔린 터보엔진을 내놓고 있다. 2.0리터 엔진에 비해 어느 것 하나 빠지지 않는다. 쏘나타의 경우 2.0 가솔린 누우엔진과 1.6 터보 감마 GDI엔진을 비교하면 최고출력, 최대토크, 복합연비 등 모두 1.6 터보엔진이 2.0 누우엔진보다 앞선다.

르노삼성의 SM6 1.6리터 터보엔진, 쉐보레 말리부의 1.5리터 터보엔진도 모두 기존의 2.0리터 가솔린 엔진보다 효율성이 좋다. 덜 먹고 더 잘 달리는 기특한 엔진이다.

자동차 업계가 엔진 다운사이징을 하는 이유는 자동차 배기가스 규제에 대응하기 위한 측면이 크다. 과거에는 내연기관 엔진의 연소과정에서 나오는 일산화탄소, 질소산화물, 프로메튬, 탄화수소가 4대 유해 배기가스로 꼽혔다. 이 네 가지 물질은 생물체에 직접적안 영향을 주기 때문에 산화환원이나 삼원촉매 및 프로매튬 필터 등에 대부분 걸러진다. 이에 비해 이산화탄소는 인간에게 직접적으로 유해하지는 않지만 이상기후를 부르는 등 자연에 영향을 미쳐 결과적으로 지구환경에 악영향을 준다.

문제는 엔진을 잘 만들수록 이산화탄소는 많이 나온다는 것. 연료의 성분은 탄소와 수소의 복합물로 이루어져 있으며 이것이 공기중 산소와 반응해 연소되면 앞서 언급한 유해배기가스와 이산화탄소와 물이 방출되기 때문이다. 연소효율을 높일수록 이산화탄소는 많이 발생한다. 문제의 이산화탄소를 줄이기 위한 대책이 ‘다운사이징’이다.

다운사이징에는 엔진 배기량 축소, 엔진과 자동차 전체의 경량화, 터보차저 도입이 포함되어 있다. 과거의 터보차저는 기존엔진의 파워를 올리기 위한 것이 주목적이었다. 저회전영역에서 가속페달을 밟았을 때 나타나는 가속 지연흡기와 배기라인의 복잡한 구조, 배기라인의 열관리와 냉각 등이 대표적인 약점이었다. 하드웨어의 중심이었던 예전의 기술로는 배기가스 규제를 맞추지 못했다.

오늘날의 터보차저는 목적과 접근방법이 다르다. 우선 엔진의 배기량을 크게 줄인다. 내연기관 엔진은 연소과정에서 연료의 입자속에 있는 탄소의 개수만큼 이산화탄소를 배출한다. 따라서 배기량 자체를 줄이면 그만큼 유해 배기가스나 이산화탄소도 줄어든다.

대신 엔진의 파워는 터보차저 덕분에 배기량을 줄이기 전과 동일하거나 그 이상의 파워를 낸다. 발전된 터보차저 기술은 예전과는 차원이 다르다. 복잡한 구조, 열관리의 어려움, 냉각, 응답성 등 대부분의 어려움을 떨쳐 버렸다.

http://auto.daum.net/review/specialcpread.daum?articleid=235634&bbsid=49&page=1

[탐푸(운영자)]

다운사이징의 대표는 푸조 입니다.ㅎㅎㅎ