자동차업계에 '터보엔진 전성시대'가 도래했습니다.
업계에 따르면 신속한 가속응답성과 중후한 엔진배기음을 위해 가솔린 자연흡기엔진을 고집했던 슈퍼 스포츠카마저 터보엔진을 택하는 추세입니다.
페라리는 최근 1987년 이후 처음으로 터보엔진을 얹은 신차 캘리포니아 T를 선보였습니다.
터보엔진은 터보차저(과급기)를 달아 흡기 압력을 높임으로써 엔진 출력을 높인 엔진입니다.
엔진의 동력을 이용하는 슈퍼차저와 달리 엔진에서 버려지는 배기가스 에너지를 회수해 터빈을 돌려 공기를 압축, 흡기계로 보내는 방식입니다.
더 많은 연료(공기)를 엔진에 밀어넣어 주기 때문에 출력이 높아지고, 배기 에너지를 재활용함에 따라 엔진 효율성이 개선돼 연비도 올라갑니다.
올해 상반기 수입차 시장의 68.3%를 점유한 디젤차는 대부분 터보엔진을 사용합니다.
국내 완성차업계가 수입 디젤차의 공세에 맞서 출시한 말리부 디젤, 그랜저 디젤, SM5 디젤 등 국산 디젤 세단에도 터보엔진은 빠짐없이 들어갔습니다.
터보엔진이 인기를 끄는 것은 자동차 산업의 친환경·고효율 트렌드와 관련 기술 발전 덕분입니다.
글로벌 자동차 업계는 환경을 위해 배기량과 이산화탄소 배출량을 줄여야 한다는 압박에 직면했습니다.
차량 구매시 고려하는 요인으로 연비 효율성을 첫손에 꼽는 고객들도 늘어나는 추세입니다.
이 문제의 해법으로 엔진 다운사이징이 등장했습니다.
그러나 엔진이 작아졌다고 달리기 성능을 양보할 수는 없습니다.
작은 엔진으로 예전과 동일하거나 더 높은 출력을 뽑아낼 수 있는 수단이 바로 터보엔진입니다.
시대적 요구와 함께 기술 발전도 터보엔진 전성시대를 활짝 열었습니다.
과거 터보차저를 일반 승용차에 적용하지 못한 것은 내구성과 성능 문제 때문입니다.
고열로 혼합기가 점화 시기보다 먼저 자연 발화해(노킹 현상) 엔진이 손상될 위험이 있었고, 엔진회전이 느릴 때는 배기터빈을 돌릴 배기가스 에너지가 부족해 압축 효율이 떨어져 가속응답성이 떨어지는 터보랙이 발생하기도 했습니다.
업계의 한 관계자는 "유럽은 엄격한 환경규제와 차량기술 발전이 어우러져 한발 앞서 터보엔진의 한계를 넘어섰고, 국내 업체들도 맹추격에 나섰다"고 분석했습니다.
프랑스 르노그룹은 출력을 더 끌어올리고, 터보랙은 없애는 '트윈 터보엔진' 개발에 주력해 3월 제네바 모터쇼에서 2천cc급 성능(160마력, 38.7㎏·ｍ)을 갖추고, 연비는 25% 개선된 신형 1.6 디젤엔진(에너지 dCi 160 트윈 터보엔진)을 발표했습니다.
신형 엔진은 터보 컴프레서 2개를 직렬 배치해 낮은 rpm에서 높은 토크를, 높은 rpm에서 고출력을 낼 수 있습니다.
첫번째 컴프레서는 최대 토크의 90%가 1천500rpm에서 터지게 하고, 두번째는 높은 rpm에서 ℓ당 100마력의 고출력을 뿜어냅니다.
독일 아우디는 1989년 터보 직분사 TDI 디젤엔진을 승용차에 적용한 이후 세계 최초로 12기통 6천cc 디젤엔진 상용화에도 성공했습니다.
미국 포드는 터보차저에 가솔린 직분사 방식을 결합한 에코부스트 엔진을 선보였습니다.
일반적으로 가솔린엔진에 터보차저를 넣으면 연비가 안 좋아지지만 에코부스트는 차종에 따라 최대 20%의 연비 향상과 15%의 배출가스 감소를 실현했습니다.
국내 도입한 모델 중에는 익스플로러, 토러스, 올-뉴 이스케이프, 올-뉴 퓨전, 링컨 MKZ 등에 에코부스트 엔진을 탑재했고, 향후 북미 라인업의 90% 이상과 글로벌 모델의 80% 이상에 이 엔진을 장착할 계획입니다.
국내 완성차업계의 터보엔진 모델로는 엑센트·아반떼·i30·i40 디젤과 벨로스터 가솔린(이상 현대차), 프라이드·K3·쏘울 디젤과 레이·K3 쿱·K5 가솔린(이상 기아차), 크루즈·말리부 디젤과 아베오 RS·트랙스·크루즈 가솔린(이상 한국GM), SM5 TCE 가솔린과 QM3·SM5 디젤(이상 르노삼성차) 등이 있습니다.
그밖에 디젤엔진을 넣은 스포츠유틸리티차량(SUV)과 다목적차량(MPV) 등에도 대부분 터보차저가 들어갑니다.
한 업계 관계자는 "가장 빠른 차들이 겨루는 F1 자동차 경주마저 다운사이징에 동참해 올해부터 엔진 규격을 8기통 2천400cc에서 6기통 1천600cc 터보엔진으로 교체했다"면서 "향후 터보엔진 기술은 더욱 발전할 것다"이라고 전망했습니다.
(SBS 뉴미디어부)