전동식 과급기 더해 8기통급 출력...415마력, 56kg-m
곧 출시될 제네시스 G90 롱휠베이스 모델에 탑재될 엔진이 공개됐다. 제네시스는 기존 8기통 5리터 자연흡기 엔진을 버리고 V6 3.5리터 터보엔진에 48볼트 마일드 하이브리드 시스템을 더한 신형 엔진을 개발했다.
기존 8기통 엔진은 425마력을 내 국산 엔진 중 가장 강력했다. 이를 대체하는 새 엔진은 415마력을 5,800rpm에서 낸다. 기존 8기통 자연흡기 엔진은 최대토크 53kg-m가 5,000rpm에서 터지는 고회전형 엔진이었으나, 신형 엔진은 56 토크가 1,300rpm부터 터져 가속성능이 비약적으로 개선됐다.
하이브리드 시스템이 장착되지 않은 기존 V6 3.5 터보엔진도 낮은 rpm에서 최대토크가 터져 나오는 최근 터보엔진의 특성을 그대로 갖추고 있었다. 하지만 저속에서도 큰 힘을 내기 위해 최대출력을 희생할 수밖에 없었다.
터보엔진이 출력을 높이려면 터보의 용량을 키우면 된다. 그런데 큰 터보차저는 공기를 압축하려면 시간이 걸린다. 그래서 엔진 회전수가 낮을 때는 힘을 내지 못하는 ‘터보랙’ 현상을 겪게 되고, 엔지니어들은 이를 줄이기 위해 터보를 무작정 키우지 않는다.
여기서 전기의 힘을 빌렸다. 48볼트 전기 시스템은 큰 힘을 낼 수 있어 워터펌프, 에어컨 컴프레서 등 엔진의 힘을 빌려 구동하는 시스템을 전기모터로 돌릴 수 있다. 또한 남는 힘으로 차가 출발할 때 엔진에 힘을 보태기도 한다. 보통 10~20마력의 출력과 3kg-m정도의 토크를 더해줘 가속성능이 좋아지고 연비에도 도움이 된다.
이 시스템은 하이브리드와 마찬가지로 48볼트 전용 배터리팩이 있는데, 엔진과 연결된 스타터 제네레이터와 속도를 줄일 때 회생제동을 통해 충전한다. 이 전기로 에어컨, 워터펌프 등을 구동해 엔진이 돌지 않아도 된다. 공회전을 최소화할 수 있는 것이다.
48볼트 마일드 하이브리드 시스템은 요즘 유럽 메이커들을 중심으로 많이 적용하고 있다. 풀하이브리드보다 가볍고 저렴하면서 연비와 출력 개선 효과가 있기 때문이다.
제네시스는 여기에 일렉트릭 슈퍼차저를 더했다. 슈퍼차저는 터보차저와 비슷한 원리로 엔진에 들어가는 공기를 압축하는 장치다. 터보차저는 엔진 배기가스의 압력으로 구동하는 반면 슈퍼차저는 벨트에 연결돼 엔진의 힘으로 구동하는 것이 차이점이다. 그리고 일렉트릭 슈퍼차저는 말 그대로 과급기를 전기모터로 돌린다.
배기가스에 의해 돌아간 터보가 압축한 공기는 저회전 구간에서는 압력이 충분하지 않을 수 있다. 모자라는 압력의 공기는 일렉트릭 슈퍼차저로 보내서 2차 압축되고, 수냉식 인터쿨러에서 식혀져 엔진으로 들어간다.
엔진 회전수가 빨라져 터보가 충분히 공기를 압축하면서 부스트압이 충분하면 일렉트릭 슈퍼차저로 가는 길이 막히면서 바로 인터쿨러에서 식혀져 엔진으로 들어가게 된다.
한마디로 터보의 용량을 키워 6,000rpm으로 돌아갈 때 출력을 높이고, 저 rpm에서 모자라는 부스트압은 전동식 과급기(일렉트릭 슈퍼차저)를 돌려 해결한 것이다. 이렇게 함으로써 기존 3.5 터보엔진과 똑같은 출력특성을 유지하면서 최대출력을 35마력 향상시켰다.
미국에 판매될 G90에도 이 엔진이 들어가는데, 미국 현지 제원은 420BHP에 달한다. 이를 우리 출력단위(PS)로 환산하면 425마력이 된다. 기존 엔진에 비해 45마력 늘어난 수치다.
제네시스가 개발한 마지막 내연기관이 될지도 모르는 이 엔진에 적용된 기술은 신기술은 아니다. 이미 유럽 고급차 메이커들은 기본 적용하고 있다. 벤츠 S500의 경우 직렬6기통 3리터 엔진이 같은 시스템을 적용해 435마력을 낸다.
제네시스 G90 롱휠베이스 모델의 공인연비는 8.2km/L로 준수한 편이다. 2.3톤의 무게에 5.5미터 길이의 리무진임을 감안하면 더욱 매력적이다.
그러나 경쟁사인 메르세데스-벤츠 S500과 비고해보면 아직 모자라다. S500이 차체가 작고 약간 가볍긴 하지만 공인연비가 9.5km/L에 달하기 때문이다. 미국에서는 G90 일반모델에 이 엔진이 얹히는데, 거의 같은 크기의 S500에 비해 EPA 공인연비가 비슷하게 떨어진다.
배기량이 큰 자연흡기 8기통, 12기통 엔진은 고급차, 고성능차의 상징이었다. 그러나 갈수록 까다로워지는 배출가스와 연비규제 때문에 제조사들은 다운사이징을 할 수밖에 없다. 제네시스는 올해의 엔진상도 받았던 명품 8기통 엔진을 과감히 버렸다.
풍요의 시대에 무관심속에 버려졌던 티끌 같은 에너지를 모두 쥐어짜 써야하는 시대가 왔다. 레이싱의 끝판왕 포뮬러원 레이스카는 소형 오토바이 엔진소리를 내는 6기통 엔진에 전기모터를 주렁주렁 달고 달린다. 벤츠와 BMW의 주력 모델은 모두 4기통 엔진을 달았다.
제네시스는 일찌감치 내연기관 시대를 보내고 전기로 가겠다고 했다. 그 와중에 개발한 고효율 내연기관 엔진이 플래그십인 G90에 얹혔다. 우리에겐 신기술이지만 이미 많이 쓰이고 있다. 그리고 경쟁사들 스펙을 보면 내연기관의 효율 면에서는 신생업체인 제네시스가 아직 갈 길이 멀어 보인다. [교통뉴스=민준식 기자]
