작은 것이 아름답다…대세는 `다운사이징!`
현재 높은 연비로 주목을 받고 있는 것은 단연 디젤과 하이브리드다. 하지만 기존 엔진 대비 효율이 향상된 정도지 궁극적인 목표 수준에 다다른 것은 아니어서, 지속적인 기술 발전을 넘어 획기적인 기술 개발이 절실히 요구되고 있다.
지속적인 기술 발전 수준에서는 최근 가솔린 엔진의 변신도 디젤 못지않게 주목할 만하다. 승용형 코먼레일 디젤 엔진은 기존 가솔린 엔진 대비 30% 가까이 높은 연비와 강력한 토크로 인기를 얻고 있으며, 지속적으로 기술이 발전하고 있다. 그러자 가솔린 엔진도 이에 필적할 만한 기술 개발에 나섰다. 그 결과가 직분사와 과급기를 더한 다운사이징 엔진이다.
디젤 엔진에서 선구적인 기술 발전을 이룬 폴크스바겐 그룹은 가솔린 직분사(FSI) 엔진 개발에 이어 직분사와 과급기를 더한 터보 직분사(TFSI) 가솔린 엔진 개발에서도 앞서 나갔다. 이후 BMW가 대대적인 기술 혁신으로 직분사 트윈스크롤 터보 엔진 라인업을 강화하면서 가솔린 엔진 분야에서도 친환경 기술 발전이 가시적인 성과로 나타났다.
과급기 직분사 엔진은 개발 초기 고성능에 초점을 맞추는 분위기였지만 점차 다운사이징 개념을 확대하면서 대배기량 엔진을 대체하는 핵심 친환경 엔진으로 자리매김하고 있다. 대표적으로 BMW의 가솔린 3.0 직분사 트윈스크롤 터보 엔진은 326마력의 최고출력과 45.9㎏·m의 최대토크를 발휘하는데, 이는 306마력, 39.8㎏·m를 발휘했던 지난 세대 4.0리터 엔진보다 월등히 강력하고, 333마력, 45.9㎏·m의 4.4리터 엔진에 필적한다. 배기량이 낮아진 만큼 연비는 당연히 더 높아졌다. 과거 자연흡기 엔진의 대명사였던 BMW는 이제 직분사 터보 엔진의 대명사가 되어가고 있다.
여기에 폴크스바겐 그룹과 메르세데스-벤츠 등 독일 업체들은 물론이고 현대기아, GM, 포드 등도 앞 다퉈 다운사이징 엔진 개발에 열을 올리고 있다. 최근 현대기아차 그룹은 매력적인 직분사 터보 엔진을 잇달아 발표하고 있다. 대표적으로 쏘나타, K5, 스포티지에 장착된 2.0 터보 직분사 엔진은 271마력과 37.2㎏·m의 고성능을 발휘한다. 아직은 쏘나타급에서 고성능의 이미지를 만드는 데 적용되고 있지만 향후 그랜저 2.0, 제네시스 2.0처럼 대형으로 확대 적용된다면 확실한 다운사이징 엔진으로 자리매김 할 수 있을 것이다.
포드는 이번 프랑크푸르트 모터쇼에서 1.6리터 엔진을 대체할 1.0 3기통 에코부스트 엔진을 발표했다. 직분사와 터보, 가변 밸브 타이밍 등의 기술이 총망라됐다. 이처럼 대배기량을 고집하던 미국 업체들의 변신도 주목할 만하다.
물론 직분사 터보 엔진이 동급의 디젤 엔진에 비해 연비가 더 좋은 것은 아니다. 하지만 폭발적인 가속력과 여전히 뛰어난 정숙성이 디젤 대비 주목할 만한 장점이면서 연비는 과거에 비해 높아진 만큼 디젤과 경쟁할 강력한 대안으로 떠오르고 있다.
획기적인 신기술로는 다양하게 연구가 진행되고 있는 새로운 개념의 HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition, 예혼합 압축착화) 엔진을 들 수 있다. HCCI 엔진은 현재의 가솔린 엔진보다 효율이 45%가량 향상될 것으로 기대되는 내연기관으로 이 엔진이 상용화되면 전기차보다 더 뛰어난 친환경 파워트레인이 될 가능성이 높다.
한편 주행 중 전혀 공해를 유발하지 않는 전기차의 기술 발전은 하이브리드와 평행을 이루는 형국이다. 배터리와 그 주변 매니지먼트 기술 개발이 핵심을 이루고 있어서다. 물론 새로운 전기차 컨셉트카는 하루가 멀다 하고 등장하고 있다. 1인승 시티카, 패밀리카, 크로스오버를 비롯해 전기 스포츠카까지. 그러나 본질적인 기술 개발은 최근 답보상태다. 항속거리를 충분히 늘릴 수 있는 획기적인 배터리 기술 개발이 시급하다. 더불어 하이브리드와는 달리 전기차는 기반 시설 확충 또한 큰 현안이다. 언제 어디서든 손쉽고 빠르게 충전할 수 있는 인프라를 구축해야만 실제 전기차 보급이 가능하기 때문이다.
최근 한국환경공단이 전기차 충전 시설 확충 발표를 한 것이나 SB리모티브를 비롯한 여러 배터리 개발 업체들이 고성능 배터리 개발과 생산에 대대적인 투자를 발표하는 것들은 전기차 보급에 한걸음 다가간 지속적인 발전이다. 국내에서 현재 제한적으로 운행되고 있는 전기차들이 늦어도 2013년경에는 좀 더 다양한 접근법으로 일반인들에게 다가갈 수 있을 것으로 기대된다.
박기돈기자 nodikar@rpm9.com
