최근 국내 수입차업계가 국내시장을 공략하기 위해 안간힘을 쓰고 있습니다.
신년초 닛산 알티마를 시작으로 BMW의 컴팩트SAV X1과 차세대 프리미엄 세단 5시리즈가 출시되었으며 인피니티의 2010년형 G37세단이 새롭게 출시되었고 볼보가 T6엔진라인업을 새롭게 선보였습니다.
이가운데 제가 주목하는 차종은 국내에 수입된 차세대 BMW5시리즈중 가장 높은 퍼포먼스 라인업인 BMW535i모델과 볼보의 기함급 모델인 S80에 T6엔진이 추가된 S80T6 모델입니다.
BMW535i와 볼보S80T6는 두가지 공통점이 있습니다. 하나는 직렬6기통 3.0L 엔진이라는것 또 하나는 터보래그를 최소화한 트윈스크롤터보차져 시스템이라는 것입니다.
BMW나 볼보의 3.0L 직렬6기통엔진은 자연흡기상태에서도 200마력의 출력을 훌쩍 넘기는데 거기에 트윈스크롤 터보가 달렸으니 출력과 토크가 훨씬 더 많이 올라갔다는건 불 보듯 뻔합니다.
BMW535i의 경우는 출력이 300마력을 약간 상회하며 볼보S80T6는 이보다 약간 낮은 285마력의 고출력을 자랑합니다. 실용영역에서의 가속력과 등판능력을 결정하는 토크는 둘다 40.8kg.m이며 두차 모두 낮은rpm에서부터 최대토크가 나오기 때문에 어떤 주행상황에서든 넉넉한 파워를 제공하며 기어비를 보다 더 길게 셋팅할수 있다는 장점을 가지고 있습니다.
이번에 새로 발표한 신형BMW5시리즈 535i의 전체적인 외관과 엔진, 트윈스크롤 터보엔진 적용으로 출력은 300마력이 넘었으며 40.8kg.m라는 넉넉하고 강력한 토크를 제공한다.
BMW535i와 볼보S80T6는 배기량 3.0L의 직렬6기통 엔진이지만 터보시스템 적용으로 V8 4.0L이상의 자연흡기엔진을 대체할수 있는 고성능 다운사이징 터보시스템 차종이라고 생각됩니다. 다운사이징이라는 뜻은 말 그대로 규모나 크기를 줄인다는 뜻이며 터보는 과급기의 일종이죠.(작년말에 발표된 X5와 X6의 탑 퍼포먼스모델인 X5M과 X6M도 엄밀히 따지면 다운사이징 터보입니다)
가로배치 직렬6기통 트윈스크롤 터보차져엔진 최고출력은 285마력이지만 토크가 40.8kg.m으로 실용영역에서도 폭발적인 가속감을 즐길수 있다.
그럼 여기서 터보는 어떠한 시스템이며 다운사이징 터보는 무슨뜻일까요?
자동차에 관심있는 분들이라면 다운사이징 터보라는 단어를 한번씩을 들어보셨을 겁니다.
터보라는 단어를 한번쯤이라도 들어보셨을겁니다. 터보는 터보차져의 줄임말인데요. 터보차져 안쪽에 보면 임펠라가 있습니다.
터보는 배기가스의 힘으로 터빈의 임펠라를 돌리게 되는데 이 임펠라가 공기를 빨아들이면서 엔진연소에 필요한 공기를 넣어줍니다.
가솔린엔진이 장착된 일반승용차의 경우 2000년대 초반까지만 해도 아무런 과급장치가 없는 자연흡기엔진이 거의 대부분이었으며 터보차져는 고성능 수퍼카 및 스포츠카에서 대부분 접할수 있었습니다.
터보가 고성능 차량및 스포츠카에서 접할수 있는 이유가 터보는 엔진에 벨트를 걸어 동력성능을 높이는 수퍼차져와 함께 보다 더 강력한 파워를 얻기 위한 대표적인 아이템입니다.
예를 들어 200마력의 출력을 내는 자연흡기 엔진이 있는데 터보차져가 장착된 시스템으로 개조를 하면 300마력 혹은 그이상의 출력을 얻을수 있기 때문입니다.
그렇지만 약점도 존재했는데요. 터보차져는 순간적인 가속반응이 자연흡기엔진이나 수퍼차져 시스템에 비해 늦는 편입니다. 그래서 과거에 나온 차량들중 부스트압을 크게 높인 고출력차들의 경우 순간적으로 가속페달을 급히 밟을때 공회전 상태의 터빈이 과급압에 도달할때까지 시간이 걸리게 되는데 이러한 현상을 터보랙(혹은 터보래그)라고 합니다.
과거에 나온 가솔린 터보차량의 경우 이러한 터보래그가 심해 가속지연시간이 비교적 길었으며 일본에서는 엔진배기량에 비해 출력이 높지만 터보랙이 길어 가속지연이 빈번한 터보튜닝시스템을 꽝터보 혹은 도깡터보 라고도 부릅니다 꽝터보차들이 부스트압이 제대로 걸리면 치고나가는게 상당히 빠르고 강력하죠(이니셜D에 보면 꽝터보에 대한 설명이 잘 나와있습니다)
이러한 터보래그를 최소화 위해 메이커에서는 많은 연구를 했습니다. 절대적인 출력은 높지 않지만 부스트압을 높게 쓰지 않는 저압터보부터 배기매니폴드에 직접 연료를 분사하여 배기가스 온도를 일정하게 유지 재가속시 터보래그를 아예 없앤 미스파이어링 시스템, 그리고 근래에 자동차메이커를 중심으로 채용하고 있는 트윈스크롤터보시스템까지 가벼워지고 연소효율성이 높아지는 엔진개발에 맞춰 터보시스템 또한 꾸준히 개발되고 있습니다.
미쓰비시 란에보에 적용된 미스파이어링 시스템 터보래그를 아예 없앤 최고의 장점을 지니고 있지만 배기매니폴드에 항상 연료를 분사하기 때문에 연비가 좋지 않다는 단점이 있다.
또한 높은 회전수를 순간적으로 내는 터보차져 엔진 특성상 유지보수가 일반자연흡기엔진보다 많이 갑니다. 터보엔진의 경우 터빈 임펠라 보호를 위해 예열과 후열은 꼭 지켜줘야 하는데요. 근래에 나온 터보차들은 기술발전으로 꼭 지킬 필요는 없지만 그래도 시동걸자마자 출발하거나 가혹주행하고 나서 시동을 빨리 끄는것은 가급적 자제해야 합니다.
이렇게 고성능 차에서 접할수 있는 터보는 2000년대 중반 고유가 시대를 맞이하여 대체연료차량 및 하이브리드카가 급속도로 보급하게 되었고 기존 내연기관 차량들또한 연비를 조금이라도 높이려고 자동차메이커에서 안간힘을 쓰며 연구개발에 투자했습니다. 그런 와중에 다운사이징 터보가 나오게 된거죠.
배기량이 낮으면 연비는 좋아집니다. 하지만 차체무게 및 크기에 비해 배기량을 지나치게 줄이면 출력부족 및 과부하문제로 오히려 잃는것이 더 많아지게 되는데 배기량을 줄이면서도 출력을 증강할수 있는 아이템이 바로 터보시스템입니다. 즉 다운사이징 터보는 좀더 컴팩트해진 엔진과 터보시스템이 결합된 것이며 고유가 및 지구온난화 시대를 맞아 터보는 사라져야 할 아이템이 아니라 오히려 반드시 있어야 할 아이템으로 자리잡게 된것입니다.
국내에서 다운사이징 터보시스템이 정착될려면?
승합차나 SUV를 중심으로 디젤엔진이 일찍 보급된 국내자동차시장의 경우 직분사 연료분사시스템과 터보차져가 결합된 커먼레일 디젤의 기술이 크게 발전해 디젤엔진의 경우 터보차져와 직분사인젝터가 절대로 없어선 안될 필수적인 아이템으로 자리잡았습니다.
최근 승용디젤엔진에 빼놓을수 없는 고압 인젝터 디젤엔진에 이어 가솔린엔진 또한 고압인젝터를 통해 직분사 시스템으로 바뀌고 있다.
그러나 상대적으로 가솔린엔진이 많이 보급된 승용차의 경우 승용차를 소유한 우리나라 오너들 대부분이 경제성보다는 편의성을 월등히 선호합니다. 또한 상대적으로 성격이 급한 우리나라 운전자들은 예열 후열을 제때 지키는 경우가 흔하지 않으며 가속시 빠른 엑셀레이터 반응을 선호합니다. 무엇보다도 다운사이징 터보시스템이 아무래도 유지보수 비용 및 손이 많이 가는건 사실입니다.
그러나 기술개발이 꾸준히 이루어지고 있으며 향후 유가가 더 올라갈 가능성이 높은 걸 감안하면 다운사이징 터보는 머지않아 우리나라 자동차시장에도 많이 보급되리라 생각됩니다.
현재는 몇몇 수입차에서만 가솔린 터보시스템을 선보이고 있지만 조만간 국내자동차업체 또한 중 소형차를 중심으로 다운사이징 터보시스템이 장착된 차종을 선보일 예정이라고 합니다.
