스페셜 이슈들

글로벌 오토뉴스에서 건진 스페셜 이슈들입니다. 완전 글로만 적혀 있죠.

이번에는 좀 만회를...

영국의 주최자가 유럽과 남북미, 아프리카, 중동, 아시아 지역 등 전 세계 56명의 자동차 저널리스트를 심사위원으로 해 그 해 가장 우수한 엔진을 선정하는 행사가 있다. EOTY 즉, International Engine Of The Year가 그것이다. 한국에서는 필자(글로벌오토뉴스 채영석 국장)가 심사위원으로 참여하고 있다.
매년 심사위원에게 많은 량의 후보 리스트가 보내지는데 이 인터내셔널 엔진 오브 더 이어의 대상은 현재 생산되고 있는 엔진이면 데뷔 연도는 관계가 없다. 해당 연도에 데뷔한 베스트 엔진은 부문상이 시상되기도 한다. 그 외에 베스트 연료경제성과 베스트 퍼포먼스, 그리고 1리터 이하부터 4리터 이상의 배기량별 8개 종목의 부문상이 설정되어 있다. 채점 방식은 25점을 5개의 엔진에 배분하는 방식. 그 중에서 그랑프리로 선정되는 엔진 오브 더 이어는 배기량별 8개 카테고리 승자 중에서 다시 선정된다.
이 엔진 상이 선정되기 시작한 것은 1999년으로 올해로 7회째를 맞았다. 처음 4년은 베스트 컨셉트와 베스트 환경친화엔진이라는 부문이 있었다. 그런데 두 카테고리 공히 판단이 어렵다는 이유 때문이 베스트 뉴와 베스트 연료경제성으로 바뀌었다. 참고로 베스트 컨셉트는 첫 2년이 메르세데스 벤츠의 NECAR4, 2002년에는 GM의 오토노미(AutoNomy)가 꼽혔었다.
2005년 엔진 오브 더 이어 그랑프리를 차지한 것은 BMW의 M5에 탑재된 5리터 V10으로 344점을 획득했다. 2위도 BMW의 3리터 디젤 트윈 터보로 215점. 3위가 작년 그랑프리를 차지했던 토요타 프리우스 THSⅡ로 209점이었다.
BMW의 V10은 베스트 뉴와 4리터 이상의 부문상도 획득했다. 뿐만 아니라 세 개의 배기량별 부문상도 차지해 이 상이 시작된지 7년만에 가장 많은 부문의 상을 휩쓸었다. 또 BMW는 일곱번의 시상 중 세 번이나 그랑프리를 차지하기도 했다. 이들은 모두 가솔린 엔진으로 V10, V8, 직렬 6기통 등 세 가지 엔진이 그것이다. 배기량별 부문상에서는 7년간 가솔린 13개, 디젤 5개로 모두 18개의 상을 획득했다. 이정도라면 이제는 “엔진의 BMW”라고 해도 무방할 것 같다.
그리고 BMW 이외의 메이커 중에서 이 상을 많이 받은 것은 일본 메이커들이다. 토요타가 2회, 혼다와 마쓰다가 각각 1회씩 그랑프리를 차지한 것이다. 혼다와 토요타는 하이브리드가 각 1회, 토요타는 야리스(일본명 비츠)의 1리터 엔진도 한 번, 그리고 마쓰다는 RENESIS로터리가 그랑프리를 차지했었다. 기술적인 면에서나 개성, 감성적인 측면에서 일본 메이커들의 엔진이 세계의 중심에 우뚝 선 것이라고 평가할 수 있을 것이다.
배기량별 부문상에 있어서도 혼다가 BMW에 이어 2위로 16개, 토요타와 폭스바겐이 각각 6개, 마쓰다, 페라리, PSA푸조시트로엥이 각 2개, 피아트, 미니, 아우디, 알파로메오가 각 한 개씩의 부문상을 차지했다.
더욱 재미있는 것은 단독 엔진의 수상 회수로 최다가 인사이트 IMA로 연속 6년+ 그랑프리 1회, 다음이 BMW S54형 3.2리터 직렬 6기통과 혼다 S2000엔진의 각 5회다.
올해 혼다 S2000은 폭스바겐 아우디의 강적 FSI터보에 밀려 왕좌를 내줬다.
BMW S54형 3.2리터 직렬 6기통엔진은 계속해서 부문상을 독차지하고 있고 토요타의 해리어/크루거 하이브리드가 포르쉐 911에 이어 3위에 든 것이 주목을 끈다.
엔진 타입별로는 7년간의 배기량별 부문상 56개 중 가솔린이 29개, 디젤이 14개, 하이브리드가 11개, 그리고 로터리가 2개씩의 상을 차지했다.
우리나라의 엔진중에서는 현대자동차의 3.0리터와 2.7리, 2.5리터 V6와 2.4리터 직렬 4기통, 2리터 직렬 4기통 가솔린과 디젤, 1.6리터, 1.5리터, 1.8리터 가솔린 엔진 등이 리스트에 오르지만 한번도 부문상을 받은 적은 없다.

차세대 메르세데스 벤츠 S클래스에 탑재되는 엔진은 현행 엔진에 비해서 최고출력이 26%, 최대토크는 15%가 증강되어 등장했다. 동시에 연비도 9%나 향상되었다. 2005년 가을 프랑크푸르트쇼를 통해 선보이게 될 신형 5.5리터 8기통 엔진은 최고출력 388hp/285kW를 발휘하며 차세대 S클래스에 탑재되어 데뷔한다. 이 외에도 뉴 S클래스에 탑재되는 엔진 들은 C320 CDI가 235hp/173kW, S600의 V12 엔진이 517hp/380kW를 발휘한다.
이 신개발 V형 8기통 엔진은 2004년 중반에 소개된 메르세데스 벤츠 V 엔진의 신세대의 톱 모델이다. 4밸브 기술, 가변 적응형 흡배기 캠 샤프트를 채용한 뉴 V8은 동급 배기량 엔진 중에서는 가장 높은 연비를 자랑하면서 동시에 가장 높은 출력을 발휘한다. 최대토크 또한 선대 V8 엔진에 비해 대폭 증강되었다. 현행 모델 대비 15%가 증강된 53.5kgm/530Nm을 2,800rpm에서 4,800rpm까지 폭넓은 영역대에서 발휘한다. 그로 인해 이 뉴 V8 엔진은 스포츠카 수준의 달리는 즐거움을 제공한다. 이 V8엔진을 탑재한 뉴 S클래스의 0-100km/h 가속성능은 5.4초로 선대 모델의 6.3초에 비해 1초 가까이 단축되었다.
최고출력이 26%나 향상되었음에도 불구하고 NEDC(도심, 고속도로 평균) 연비는 선대 모델과 비슷한 수준인 100km 당 11.9리터(선대 모델은 11.7)에 지나지 않는다.
뉴 V형 8기통의 기술적인 측면에서의 하이라이트는 독특한 시프팅 캠샤프트다. 이 시스템의 채용으로 이그조스트 계통에서 발생할 수 있는 압력 불안정을 감소시켜 주어 엔진의 혼합기 사이클을 대폭 개선했다. 이로 인해 엔진회전 감각이 훨씬 부드러워졌고 중저속 영역에서의 토크감이 증대되었다.
메르세데스 벤츠의 신형 V형 8기통 엔진은 알루미늄 크랭크케이스와 알루미늄과 실리콘 합금의 저마찰 실린더 라이너, 강화 강철 크랭크샤프트, 그리고 중량을 최적화한 커넥팅 로드 등 최신 경량 구조를 채용하고 있다. 내부 배기가스 재순환과 부수적인 에어 인젝션에 더해 메르세데스 벤츠는 산소센서를 채용한 두 개의 커플형 촉매컨버터를 이용해 유해배출가스를 큰 폭으로 저감하고 있다. 이런 첨단 엔진 테크놀러지와 효율적인 배출가스 제어 시스템 덕분에 이 신형 V형 8기통 엔진은 엄격한 배기가스 규제 기준을 클리어하며 또한 앞으로 실행될 기준에 대해서까지 대응이 가능하다.
뉴 S클래스에 탑재되는 두 개의 V6 엔진은 마찬가지로 새로 개발되었다. S350에 탑재되는 200 kW/272 hp V6 엔진도 2004년 중반 생산에 들어간 것이다. 선대 V6가솔린 엔진과 비교해 이 하이테크 파워 유닛은 최고출력이 11% 증강되었다. 역시 이런 큰 폭의 파워 증강에도 불구하고 연비도 100km주행시 1리터 정도가 개선되었다. NEDC연비는 100km 당 10.1에서 10.3리터로 거의 비슷한 수준이다. 뉴 S350의 0-100km/h 가속성능은 7.3초로 선대 모델보다 0.3초가 단축되었다.

V형 12기통 엔진 탑재한 S600도 2006년 초 출시

2006년 1사분기에 출시될 173-kW/235-hp V6 디젤엔진도 주목을 끄는 엔진이다. S32CDI에 탑재될 이 엔진은 최고출력이 15% 증강되었고 최대토크느 500Nm에서 540Nm으로 증강되었다. 최대토크를 발생하는 회전 영역은 1,600rpm에서 2,800rpm.
이 첨단 다이렉트 인젝션 디젤 엔진은 3세대 커먼레일 시스템을 채용하고 있다. 신속하고 정확한 피에조 인젝터와 최대압력을 1600바까지 높였다. 메르세데스 벤츠가 개발한 영구적으로 사용이 가능한 분진필터는 신형 S320 CDI에 표준장비로 채용된다.
또 하나의 톱 모델이 2006년 초에 출시된다. 바이터보 엔진으로 이 V12 엔진을 탑재한 S600의 최고출력은 380 kW/517hp로 선대 모델에 비해 12 kW/17 hp가 증강되었다. 최대토크는 800Nm에서 830Nm으로 증대되었다.
메르세데스 벤츠는 뉴 S클래스의 V6와 V8엔진에는 7단 자동변속기인 7G트로닉이 조합된다.

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1980년대 초, 일본에는 터보차 붐이 일었었다. 우선 닛산을 시작으로 미쓰비시, 그리고 일본 메이커 대부분이 터보차저 장착차를 시장에 투입했다. 그런 분위기 때문에 지금 일본은 세계 제일의 터보차 왕국이 되어 있다. 우리나라는 아직 터보차저에 대한 이해가 부족한 편이지만 그래도 마니아들을 중심으로 꾸준한 증가세를 보이고 있다. 이번에는 터보차저의 역사에 대해 알아보자.

엔진출력 향상의 수단으로서 터보차저는 DOHC/SOHC/멀티 밸브 방식등과 함께 중요한 정석의 하나로 되어 있다. 일반적으로 엔진을 회전시킨 후의 배기가스는 엔진이 발생한 모든 열량의 약 33%를 가진 채로 대기 중에 방출되고 만다. 그것을 유효하게 터보차저로 활용하는 것으로 승용차 등의 경우 그 출력은 20∼30%정도 증대되기 때문에 그 장점이 무시할 수 없는 수준이다.
자동차용의 터보차저가 우선 압도적으로 위력을 발휘해 주목을 끄는 것은 레이싱카에서이다.
지금은 없어졌지만 캔암(CanAm) 레이스 시리즈는 카나다와 미국을 무대로 연간 10∼11 경기를 치렀었다. 유럽의 스포츠카 레이스에서 압도적인 강세를 보였던 포르쉐(70년과 71년 메이크스 선수권 타이틀을 획득)도 72년부터 이 레이스에 진출해 917/10을 내 보냈다. 캔암의 레이스 규칙에 의하면 개조는 거의 모든 부분이 자유이고 과급기(터보 & 수퍼차저)도 인정되었기 때문에 포르쉐는 917의 12기통 4,495cc 엔진에 에벨슈페허제 터보를 2기 조합해 850ps(노멀 917은 520마력)의 출력을 이끌어냈다.
그 결과 조지 포머는 간단하게 72년의 챔피언이 되었다. 그 다음해 917/30은 더욱 출력을 높여 1,100ps/7,800rpm을 발생시켜 사상 최강의 레이싱카가 되었고 그 머신을 조종한 마크 다나 휴는 다른 모두의 접근조차 못하게 하며 챔피언이 되었다. 그런데 포르쉐의 그런 강력함은 오히려 레이스에 대한 흥미를 반감시켜 캔암시리즈는 소멸되고 마는 아이러니한 일이 일어났다.
100년이 넘는 자동차의 역사 중에서 실용화된 것이 겨우 30년 전이라고 하는 것은 가솔린 엔진의 연료분사장치도 그렇지만 극히 새로운 기술이라고 할 수 있을 것이다.
하지만 그밖의 수많은 자동차기술과 마찬가지로 터보차저 원리의 발견도 20세기 초까지 거슬러 올라간다. 스위스의 기술자 알프레드 J. 뷔시히가 터보차저를 발명 해 그 특허 신청을 한 것은 1905년의 일이었다. 물론 당시의 유년시대의 자동차와 미완성의 터보의 조합은 무리였지만 뷔시히는 그 일생을 터보의 연구에 바쳤다.
디젤 엔진의 완성은 1898년의 일이었는데 뷔시히는 겨우 실용화가 시작된 대형 정치 디젤 엔진에 터보를 장착하는 방식을 택했다. 그의 발명은 원래 수수한 것이었기 때문에 세간의 평판을 받은 것은 아니었는데 신진적인 기술자 몇 사람인가는 터보의 메리트에 주목했다. 그 중의 한사람 프랑스의 라트는 항공 엔진에의 이용을 고안했다. 게다가 미국의 제너럴 일렉트릭사의 선포드 모스도 연구에 나섰다.
모스는 당시 미국의 고급차 메이커 패커드사가 설계 제작한 리버티형 V12기통 항공 엔진(제 1차대전 중 미국 공군의 주력 엔진)에 터보를 조합시켜 전투기에 탑재해 각종 실험을 실시했다. 1918년 제 1차대전이 끝나는 해였다.

터보는 고도 1만 미터의 비행을 가능하게 했다.

터보의 메리트는 항공기, 특히 산소가 적은 고도를 비행하는 타입에서는 분명해졌다. 상공인만큼 공기는 엷고 터보에 의해 기통 내로 공기를 압입함으로써 성능의 저하를 막는 것이 가능하기 때문이다. 모스박사는 더욱 정력적으로 연구를 거듭해 1936년 경에 되자 폭격기 등은 앞다투어 터보 엔진을 채용했다. 그리고 제 2차대전(1939∼45년) 중의 유럽전선의 전투기도 대부분 과급기(수퍼차저 2단식 등)를 장착했다. 예를 들면 영국의 수퍼 마린 스피드파이어와 독일의 매사슈미트 Me109 등이 그것이다. 일본에서도 터보를 ‘배기 터빈’이라고 부르며 연구가 이루어졌는데 기술격차는 아무리해도 줄어들지 않아 보잉 B29폭격기의 일본 공습으로 격분하는 상황에서도 1만 미터 가까운 고도를 비행하기 때문에 그것을 공습하는 전투기의 성능 부족은 치명적이었다.
항공기에서의 터보의 발달은 놀라운 것이었는데 그것과 같은 정도로 중요한 것이 디젤 엔진의 분야였다. 뷔시히는 1927년에 디젤 기관차용의 터보를 완성시켜 38년에는 스위스의 자우라제 디젤 트럭에 터보를 장착했다. 이것이 역사적으로는 자동차용 터보 제1호다.
제 2차대전 후인 1949년에 뷔시히 개발의 터보 장착 디젤 트럭의 본격적인 생산이 스위스에서 시작되었는데 그 외에도 디젤용 터보 메이커가 차례대로 생겨났다. 그중에서도 유명한 것이 서독의 에벨슈페허사, 그리고 미국의 에어리서치사다.
에어리서치사는 원래 항공엔진용의 터보 메이커였는데 항공 엔진의 제트화와 함께 가솔린엔진용의 터보 개발에도 나섰다.(1958년) 그리고 그 4년 후인 62년 미국에서 사상 최초의 터보 승용차가 탄생했다. 올즈모빌 F85 제트파이어가 그것이다. 그렇다고 하는 것도 F85의 알루미늄제 엔진은 배기량 증대가 어렵기 때문에 고육책으로서 터보의 채용을 하게 된 것이다.
제트 파이어 터보로케트 V8이라고 이름 붙인 3,532cc 엔진의 출력은 터보에 의해 노멀에 비해 39% 향상된 218ps를 냈다.
확실한 것은 압축비가 노멀 8.75에서 10.2로 높여 오늘날의 터보와는 역방향이었다. 이 엔진에는 기통 내의 이상연소(디토네이션) 방지용으로서 기통 내로의 알콜/물 분사장치가 갖추어져 있다. 이것도 오늘날의 웨이스트 게이트에 의한 컨트롤 시스템과는 완전히 다르다.
하지만 고객은 메이커의 생각대로 행동하지는 않았다. 별도의 탱크에 물과 알콜을 넣는 것을 귀찮아하기도 하고 메이커가 금지한 엔진을 과회전을 하기도 해 엔진을 파괴시키는 경우가 발생했다. F85에 이어 시보레 콜베어에도 터보판이 추가되었으나 단명했다.
한편 레이싱카에서는 1963년 인디 500에 출전한 머신에 처음으로 터보차저가 장착되었고 67년에는 전통의 오펜하우저 직렬 4기통 엔진에 슈비처제 터보를 조합시켜 68년에는 그 중 한 대 이글 오피(바비 앤서 조정)가 터보차로서 사상 최초의 인디 우승을 차지했다. 이후 터보차저는 인디 머신에 필수 불가결한 존재가 되었다.
유럽에서 가장 빠른 터보 승용차는 1974년 6월에 데뷔한 BMW2002(호몰로게이션용), 시판 승용차로서는 같은 해 9월에 발표된 포르쉐 930터보였다. 그리고 일반적인 승용차에 채용되어 성공을 거둔 것은 사브 900이었다.

기사&사진 제공 : 글로벌 오토뉴스(http://global-autonews.com )