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다운사이징, 끝물?

점점 작아지던 엔진이 덩치를 좀 키웠다. 의외로 큰 놈이 덜 먹기 때문이다.

2016.11.27

 

 

다운사이징의 시대는 끝난 걸까? 몇몇 자동차 회사들이 업사이징을 시작했다. 출력 때문이냐고? 아니, 연비 때문이다. 실험실을 벗어났더니 의외로 큰 놈이 덜 먹는단다. 다시 말해 실제 도로를 주행하면서 연비를 측정해보니 배기량이 작은 엔진보다 약간 더 큰 엔진이 오히려 효율이 좋았다는 것이다. 지금까지 자동차업계가 관성처럼 밀어붙였던 다운사이징이 완벽한 정답은 아니었다.

 

자동차업계는 늘 친환경을 추구해야 했다. 지구환경 보호라는 대의 때문만은 아니었다. 점차 강화되는 배기가스 기준을 따박따박 맞추기 위해선 어쩔 수 없었다. 최근에 가장 대표적인 친환경 기술은 다운사이징이었다. 배기량이 작은 엔진을 선택해 연료 사용량을 줄이는 대신 터보차저와 직분사 방식 등을 활용해 출력을 보전하는 엔진 사용 경향이다. 이 같은 의도는 충분히 성공한 것처럼 보였다. 최근까지도 작은 엔진에 터보를 더해 고효율·고출력을 표방한 자동차들이 출시되고 있었기 때문이다. 하지만 얼마 전부터 업사이징에 대한 얘기가 들린다. 진원지는 유럽이다. 폭스바겐은 실험실에서만 배기가스를 정상적으로 걸러서 배출하게 하고 실제 도로 주행 시에는 배기가스의 오염물질이 제대로 걸러지지 않게 하는 불법 조작 프로그램을 엔진에 심었다. 그런데 지난해 이게 들통나며 격랑을 겪었다. 이 비윤리적 사건으로 인해 유럽에서는 오는 2017년부터 실제 도로를 주행해 연비와 배기가스 배출 물질을 측정하겠다고 밝혔다.

 

제조사들은 이에 대비해 실제 도로에서 연비를 측정했다. 그런데 배기량이 작은 다운사이징 엔진들이 의아한 결과를 나타냈다. 실험실과 실제 도로에서의 결과가 예상을 훨씬 웃도는 차이를 나타낸 것이다. 제조사들은 이런 차이를 나타내는 근원적 원인이 작은 배기량에 있다고 봤다. 실제 도로에서 주행할 때는 급가속이나 언덕 주행 등의 상황 때문에 의도치 않게 엔진회전수를 높이 사용할 때가 종종 있다. 그런데 이때 배기량이 작은 엔진일수록 보다 높은 엔진회전수를 사용하는 경향이 있었고 높은 엔진회전수를 사용하게 되는 빈도도 높았다고 한다. 배기량이 작아 높은 엔진회전수에 이르러서야 충분한 출력을 뽑을 수 있는 경우가 많았기 때문이다.

 

 

올려야 산다 지금까지는 효율을 높이기 위해 항상 뭔가를 줄이는 데만 열중했다. 하지만 이제 전압을 높이고 배기량을 올려 효율을 높인다.

 

 

아울러 엔진이 너무 뜨거울 때는 폭발과 상관없이 연료를 분사해 기화열로 엔진을 식히는 일이 있는데 실제 도로 주행 상황에선 이런 상황이 많을 수밖에 없다. 지열과 태양열 등 가열 요소가 상존하기 때문이다. 그런 데다 높은 엔진회전수까지 자주 사용하면 열을 식혀야 할 일이 점점 늘어난다. 이런 여러 가지 이유로 자꾸만 연료 사용량이 늘어나면 당장 내년에 있을 실도로 테스트마저 통과하기 어려운 상황이다. 연료 분사량이 많아진다는 건 단순히 연비만 나빠지는 게 아니라 질소산화물과 이산화탄소 등 배출물의 증가도 의미하기 때문이다. 그래서 제조사에서 선택한 것은 업사이징이다. 보다 낮은 엔진회전수에서도 좀 더 넉넉한 출력을 기대할 수 있어 쓸데없이 높은 엔진회전수를 사용하지 않고 엔진 온도를 높이지도 않을 것이라는 얘기다.

 

작지만 큰 차이 신형 골프에는 1.4리터 TSI 엔진 대신 1.5리터 TSI 에보 엔진이 신규 채용됐다. 지금과는 개념을 달리하는 업사이징 고효율 엔진이다.

 

 

폭스바겐과 르노, GM 등 세계 자동차 시장을 이끌고 있는 주요 회사들은 업사이징을 선언한 상태다. 물론 전 라인업의 업사이징은 아니다. 작은 엔진을 대상으로 한다. 폭스바겐의 경우 소형차에 들어가는 1.4리터 3기통 엔진을 1.5리터 4기통 엔진으로 교체할 예정이다. 르노는 현재 소형차에 적용하고 있는 0.9리터짜리 엔진을 더 이상 사용하지 않을 계획이다. 1.6리터 엔진도 10퍼센트 크기를 키울 예정이다. GM은 1.2리터 엔진의 배기량을 늘린다. 약 25~30퍼센트 키울 거라는 소식이다. 엔진뿐만 아니라 전압도 업사이징 시대가 도래하고 있다. 12볼트에 불과한 현재 승용차의 전압으로는 시동을 걸고 전장 부품을 구동하는 것 이상의 역할을 기대할 수 없다. 때문에 에어컨 컴프레서와 워터펌프 등 동력이 필요한 주요 장비를 엔진 힘으로 돌려야 했다. 그래서 48볼트 전압의 효용성에 대한 논의가 진행 중이다. 콘셉트로는 이미 2013년부터 시도됐다. 부품회사인 델파이와 콘티넨탈 등이 초기부터 관심을 갖고 개발에 나섰다. 48볼트 정도의 전압을 사용하면 엔진으로 구동해야만 했던 장비를 모터로 돌릴 수 있게 된다. 그 말은 곧 엔진의 부하가 줄어 보다 높은 효율을 나타낼 수 있다는 얘기다. 아울러 48볼트 시스템은 터보래그도 없앨 수 있다. 넉넉한 전압을 통해 터보차저를 전기모터로 돌릴 수 있기 때문이다.

 

현재는 벤틀리 최초의 SUV 벤테이가와 메르세데스 벤츠 E 클래스 등에 48볼트 시스템이 구축돼 있다. 참고로 전압을 굳이 48볼트까지만 높인 것은 양산 때문이다. 전압이 60볼트를 넘으면 지켜야 할 안전 규정이 복잡해지고 이 때문에 설계가 달라져야 한다. 가장 적은 변화로 가장 높은 효율을 기대할 수 있는 것이 바로 48볼트다.

 

 

 

모터트렌드, 전기차, 자동차, 연비효율

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TAGS 다운사이징,업사이징,TSI 에보 엔진,연비,전기차

CREDIT Editor 고정식 Photo PR 출처 MOTOR TREND

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