렉스턴W 2.2 트윈터보 시스템은 어떻게 장착될까?

 

 

트윈터보는 말 그대로 터빈이 두 개 장착된 것을 트윈터보라고 합니다. 공기를 강제로 연소실에 밀어넣는 역할을 하는 터보는 종류에 따라 다르지만 소형 터빈의 경우 많게는 30만rpm이상 높은 회전수로 터빈이 회전하기도 합니다. 따라서 항상 높은 열과 압력에 노출되어 가혹한 환경에 견뎌야 합니다.

 

터보는 작은 배기량을 가진 엔진에도 공기를 강제로 밀어넣기 때문에 터보엔진은 배기량이 훨씬 더 큰 자연흡기 엔진과 동등하거나 더 높은 출력과 토크를 얻을 수 있는 아이템입니다. 하지만 터보는 기본적으로 배기가스 유속으로 회전하기 때문에 배기가스 유속이 약한 낮은 rpm에서는 터보차저가 제대로 회전이 안 되어 공기를 흡입할 수 있는 능력이 약하고 힘이 약해지면서 결론적으로 낮은 rpm에서 힘이 떨어지면서 연비가 하락하게 됩니다.

 

프라이드, 엑센트, 아반떼 디젤을 소유해 보신 분 특히 수동변속기가 탑재되었다면 1,500rpm 이하에서 힘이 매우 약하다는 것을 아실 겁니다. 배기가스 유속이 약해 터보가 빠르게 회전할 수 없기 때문이죠. 터보 내부에 가변 베인이 탑재된 VGT 터보가 있지만 낮은 rpm에서 토크가 부족한 것은 여전합니다. 그래서 1개의 큰 터빈 대신 2개의 스몰 터빈이 적용하는 사례도 많은데 이것을 트윈터보라고 합니다.

 

트윈터보는 보통 V6 3.0L 디젤 엔진에 주로 많이 적용되며 4기통 엔진은 흔히 접하는 방식은 아닙니다. 트윈터보는 크게 두 가지 방법이 있습니다. 하나는 좌, 우 3개의 실린더 혹은 2개 실린더에 터보가 하나씩 붙은 패러렐 트윈터보 시스템이고 또 하나는 낮은 rpm에서는 스몰터보가 일정 rpm 이상부터는 빅터보가 작동하는 시스템입니다. 시퀸셜 터보라고 하죠 전자는 BMW 직렬 6기통 가솔린, 디젤 엔진 등 대부분의 6기통 가솔린, 디젤 엔진이 이러한 방식입니다. 후자는 재규어 XF 등에 탑재된 V6 3.0L 디젤 엔진 그리고 스바루 레거시에 탑재된 4기통 가솔린 엔진입니다. 두 방식 모두 낮은 rpm에서도 충분한 토크를 낼 수 있고 리스펀스가 빠르다는 장점이 있습니다.

 

물론 모든 6기통 디젤 엔진이 트윈터보는 아니며 베라크루즈, 모하비에 탑재되는 현대기아차 V6 3.0L 디젤 엔진은 1개의 터보가 공기를 연소실에 밀어넣습니다. 하지만 상대적으로 중, 소형 차종에 탑재되는 배기량 2.0L 이하 4기통 디젤 엔진은 6기통과 다르게 트윈터보가 흔하지 않습니다. 기술적인 문제도 있지만 그보다는 트윈터보가 적용될 경우 원가가 크게 상승해 가격경쟁력이 떨어지게 됩니다. BMW의 경우 엔진룸에 트윈파워 터보 홍보하고 있어 터보가 2개 적용된 거 아니냐? 라는 오해를 하기도 하는데 VGT 기능에 트윈스크롤이 결합되어 트윈파워 터보라고 합니다.

 

대표적인 2.0L 트윈터보 디젤 엔진이 바로 폭스바겐 8세대 파사트에 탑재되는 2.0L 바이터보 디젤 엔진입니다. 이 디젤 엔진은 최고출력이 무려 240마력이나 되며 일렉트릭 부스터를 결합하면 최고출력 272마력까지 상승합니다. 사실 다른 트윈터보 디젤 엔진도 있는데 이 터보엔진을 소개하는 이유는 조금 독특한 방식으로 터보가 구동되기 때문입니다.

 

 

이 엔진에 탑재되는 2개의 터보 중에서 하나는 배기가스 유속에 따라 터보 내부의 베인이 열렸다 닫히는 VGT 터보이고 또 하나는 WGT 터보입니다. 한 개의 터빈이 VGT이기 때문에 엑셀레이터 페달을 꾹 밟으면 즉각적으로 VGT 내부에 있는 베인이 닫히면서 배기가스 유속이 빨라져 응답성이 빠르고 토크가 충분히 높은 상태에서는 다시 베인이 열리게 됩니다.

 

VGT 기능이 없는 또 다른 터보는 rpm이 높아지면서 빨라지는 배기가스 중 일부를 바이패스시켜 일정 압력을 유지시키는 웨이스트게이트가 붙어 있습니다. 결론적으로 폭스바겐 2.0L 바이터보 디젤 엔진은 전 영역에서 51kg.m에 달하는 높은 토크를 얻을 수 있고 240마력이라는 고출력을 얻을 수 있게 됩니다.

 

렉스턴W 2.2 트윈터보 시스템은 시퀀셜인가? 패러랠인가?

 

 

앞에 설명한 폭스바겐 2.0L 바이터보 디젤 엔진은 정확히 어느 방식이라고 판단할 수 없지만 패러랠 터보에 가깝습니다. 그리고 개인적인 생각이지만 4기통 엔진은 시퀀셜보다는 패러랠 터보가 더 이상적으로 적합하고 설계도 더 쉬울겁니다. 어떤 방식의 트윈터보가 탑재될 지는 알 수 없지만 렉스턴W 2.2가 출시 된다면 다시 한 번 쌍용차를 상징하는 대표적인 이미지 모델이 되었으면 합니다. 사실 지금 쌍용차들을 보면 소형 코란도 C부터 코란도투리스모, 렉스턴까지 체어맨 티볼리 빼고 오직 149-155마력 2.0L 디젤 엔진 한 가지만 탑재 판매되어서 렉스턴이 상징하는 1%하고는 거리가 있었죠.