작성일 : 10-11-09 00:28
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앞으로 나올까? 274마력 뽑아낸다는 K5/ YF쏘나타 2.0 (트윈스크롤)터보에 정체는...
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글쓴이 :
오토랜…
 조회 : 8,028
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아마 저번 2010 뉴욕 국제 오토쇼는 우리나라 자동차 마니아에게 큰 열광을 불러 모은 외국 모터쇼가 되지 않을까 싶습니다. 바로 전 세계 많은 이들의 기대작 YF쏘나타 터보와 기아 K5가 공개되었기 때문인데요. 우리는 이미 제네시스 쿠페를 통해 가솔린 터보의 맛을 느낄 순 있었지만, 274마력까지 수직상승한 쏘나타/K5 터보의 파워는 WRC에서 이름을 날린 동배기량의 스포츠카(세단) 일명 란에보 (미쓰비시 랜서 에볼루션)와 비슷한 수치라는 점에서 모두들 흥분을 감추지 못했습니다.
그러나 삐뚤어진(?) 저는 오히려 궁금증이 생겼습니다. 사실 이번 쏘나타/K5 터보차의 출력은 이상할 정도로 크게 향상되었는데요. 2008년 완성한 2.0 터보의 210마력에서 불과 2년 만에 64마력이나 폭발시켰다는 사실은 “그냥 노력하다보니” 따위의 답으론 설명하기 어렵습니다. 아~아~ 물론 출력을 올리는 쉬운 방법이 있긴 하죠. 마침 터보차이니까 터보의 사이즈나 압력을 높이면 간단하게 출력을 올릴 수도 있습니다. 하지만 그렇게 하면 고급유만 먹어야하니 유지비가 많이 들고, 내구성은 약해지고, 엔진은 다루기 불편해지며, 원가는 비싸집니다. 그럼 쏘나타/K5 터보도 이런 희생을? 어머! 그럴 리가요. 이번에 나온 쏘나타/K5 터보는 최근 유행하는 다운사이징터보로 단지 기존 미국시장의 V6 엔진을 대체할 뿐 고성능 차를 만들려는 목적이 아닙니다. 당연 내구성이 나빠도 안 되며, 지나치게 비싸도 안 되며, 다루기 불편해도 안 됩니다.
그럼 현대의 출력 향상 비결은 무엇일까요? (다이어트 비결보다 더 궁금해!) 사실 기존 210마력의 2.0 터보엔진과 비교해보자면, GDI(직분사)마크가 떡하니 붙어있습니다. 오호라~! 이미 쏘나타 F24 GDI의 22마력이나 출력을 향상시킨 비결은 직분사 시스템으로 제가 글로 소개한 적도 있었죠? 더군다나 직분사 이야기 중 BMW 엔진 소개 부분에서 직분사와 터보의 결합은 냉각된 연료를 엔진에 직접 뿜는 직분사 시스템이 엔진 압축비나 터보차저 부스트를 올릴 수 있게 도와줄 수 있는 시너지 효과가 있다고 했습니다. 하지만 그것만으로 64마력의 비밀이 완벽히 해결된 것은 아닙니다. 쉿! 사실 비밀이 하나 더 있는데요. 우리 다시 쏘나타/K5 터보엔진의 명칭을 살펴볼까요? 그들은 이 엔진을 2.0 세타 GDI 트윈스크롤터보라고 했습니다. 트윈스크롤터보? 이게 뭐죠? 지금부터 그의 정체를 파헤쳐 볼까 합니다.
터보란?
(그림으로 이해하는 터보의 원리)
하지만 그 전에 터보가 무엇인지부터 알아야하지 않겠습니까? 아무래도 자동차 광에 이제 막 입문하신 분들도 계시기에 아직 터보에 대해 모르시는 분들도 많으시지 않을까 싶네요. 사실 저는 이미 재작년 다운사이징터보 이야기에서 터보에 대해 설명한 적이 있지만, 그 글이 사실 인기도 없었고(윽 ㅠㅠ) 낡을 대로 낡아, 읽기 팍팍하고 잘못된 내용들도 있어 다시 소개할까 합니다.
그럼 다시 정신 차리고 돌아와 터보란 무엇일까요? 설마 아직도 불 뿜고 잠시 튀어나가는 카트라이더의 부스터같은 걸 상상하신 건 아니시죠? 아니면 혹시 김종국씨가 예전에 속했던 가수 그룹을 생각하시고 계시나요? 아니라고 믿을게요. 터보차저란 연료를 쓰고 나서 남은 배기가스가 나가는 힘을 이용하여 차량의 출력을 향상시켜주는 장치이에요. 사실 출력을 향상시켜주는 능력 때문에 ‘힘’에 관한 단어로 파생되기도 하였는데요. 그 때문에 터보라는 단어에 오해가 많으리라 생각됩니다.
그럼 진짜 터보에 대해 자세히 알아봅시다. 터보의 원리는 대략 이렇습니다. 사실 배기가스는 피스톤이 관성으로 올라오는 힘과 새로운 공기가 들어오는 힘에 밀려 쫓겨 나가게 되는데 이 과정에서 뛰쳐나갈 수 있는 에너지를 얻습니다. 여기서 쪼잔 하게 생각해봅시다. 어차피 버려질 배기가스 따위에 힘 있게 뛰쳐나오도록 연료를 태워 에너지를 만들어준다는 점이 너무 아깝지 않나요? 그렇다고 있어봤자 쓸모없는 배기가스를 채워둘 수도 없는 노릇이고요. 바로 이 낭비된 에너지를 터보차저가 다시 빼앗아 이용하고 있습니다. 그럼 배기가스를 어떻게 삥 뜯느냐? 간단합니다. 위 그림처럼 배기가스가 지나가는 길에 배기용 터빈날개(임펠러)를 돌릴 수 있게끔 설치합니다. 그럼 임펠러의 움직임에 따라 직접 연결한 터빈 컴프레서가 움직이면서 신선한 공기를 흡입해 엔진에 공급합니다. 사실 이러한 원리 때문에 원래는 공기가 적은 하늘 위를 달리는 비행기를 위해 만들어진 기술입니다.
그런데 이렇게 만들어놓으면 무슨 효과가 있을까요? 터보차저가 강제로 끌어 모은 신선한 공기는 곧바로 엔진 출력 향상으로 이어집니다. 보통의 경우 엔진에 들어갈 수 있는 공기는 한정되어 있습니다. 대기압은 일정하고 엔진 배기량의 크기는 한정되어 있기 때문이죠. 엔진의 배기량이 클수록 출력이 높은 이유도 바로 이 때문입니다. 하지만 만일 엔진에 공기를 압축시켜서 집어넣는다면 같은 배기량이라도 더 많은 양의 공기를 넣을 수 있지 않겠습니까? 그리고 더 많은 공기가 들어가면 더 많은 연료와 함께 더 강력한 출력을 낼 수 있고 더 큰 배기량 엔진과 동등한 출력도 가능하다는 것 입니다. 물론 연료를 더 뿜으니 연비가 떨어지기야 하겠지만, 그래도 배기량을 늘려 무게를 증가 시키는 것 보단 훨씬 낫습니다.
물론 장점만 있는 건 아닙니다. 빛이 있으면 그림자도 있는 법! 일단 내구성에 문제가 생깁니다. 보통 터보차저를 장착하면 강제로 모은 공기들이 압축해서 들어오기 때문에 엔진 자체에 피로도가 높고, 1000도 가량으로 뜨거운 배기가스가 임펠러를 20만rpm으로 돌리면서 발생하는 열에 대한 스트레스도 무시할 수 없습니다. 물론 이런 단점은 강한 부품 사용, 엔진 압축비 줄임, 인터쿨러 장착, 엑추레이터(비싼 차는 웨이스트게이트)나 블로우 오프 밸브. 냉각장치 개선 등으로 보호받을 순 있습니다. 이와 함께 오너의 정성어린 예열과 후열도 뒷받침 되어야겠죠.
하지만 이 모든 것들도 터보렉이라는 단점을 해결해 줄 수 없습니다. 또? 어, 근데 잠깐! 여기서 터보렉이란 무엇일까요? 터보차저가 제대로 작동하려면 배기가스의 압력이 어느 정도 있어 합니다. 하지만 압력이라는 것은 어느 정도 배기가스의 양도 필요하고, 그 속에서 압력이 생길 시간도 필요합니다. 그리고 그 과정 동안에는 터보가 돌아가지 않기 때문에 출력이 제대로 나오지 않습니다. 바로 이 순간 답답함을 터보렉이라고 합니다. 내가 “달려~!”라고 명령했는데, 차가 “아 잠깐만, 압력 좀 모으고”라고 하는 꼴과 같으니 위화감이 생기는 문제점이 있습니다. 물론 터보렉은 아주 장착하지 말던지, 수퍼차저로 대체하던지 하는 극단적인 방법 말고는 없애기 어렵지만, 최대한 줄이는 방법은 분명 있습니다. 글로는 간단해요. 임펠러를 최대한 가볍게 만들고, 터보의 압력보단 엔진의 압축비를 최대화 하면 됩니다. 그리고 사실 이러한 메이커의 노력 덕에 우리는 터보렉을 느끼려면 꽤나 신경을 써야하죠. 그러나 이렇게 신경 쓴 터보의 구성은 결국 강한 압력을 못 쓰니 그만큼 출력 향상도 적으니 결국 가격 대비 성능은 나빠지게 됩니다.
트윈 스크롤 터보
(BMW X6 M의 복잡한 매니폴드와 트윈스크롤터보)
하지만 요즘 자동차 메이커들은 9:1~10:1로 기존 자연흡기 엔진과 유사한 강한 압축비를 사용하면서 이와 함께 1bar(대기압)를 넘나드는 고압터보를 잘도 사용하고 있습니다. 이 모두가 내구성과 터보렉에 부정적인 영향을 끼침에도 말이죠. 갑자기 어디서 이런 자신감이 생긴 걸까요? 그 1번째는 직분사입니다. 디젤엔진처럼 엔진에 직접 연료를 분사하는 직분사 방식은 차가운 연료가 직접 분사되어 엔진 속 온도를 낮추고 엔진에 부담도 적어집니다. 그렇게 생긴 여유는 엔진 압축비는 그대로 두면서 터보 압력을 상승시키는데 쓸 수 있고요. 디젤과 터보의 궁합이 그렇게 잘 맞는 이유도 이 때문입니다. 그리고 2번째는 터보렉을 구조적인 방법으로 획기적으로 줄인 트윈스크롤 터보입니다. 이후 3번째 4번째 등등은 이제 같은 단가로 부품강성 개선과 흡배기 라인 등 특별히 설명하기 어려운 개선이겠죠?
그럼 드디어 트윈 스크롤 터보의 정체가 무엇인지 살펴보겠습니다. 아마 몇몇 분들은 트윈스크롤터보는 터보 2개를 설치한 트윈터보의 일종으로 생각하시지만, 사실은 단지 입구가 2개로 나눠진 터보일 뿐, 실제로 터보의 개수는 딱 한 개입니다. 이러한 혼돈 때문에 영문으로는 Twin-scroll turbo라고 쓰입니다.
잠깐 그런데 터보에서 2개의 입구는 무슨 의미가 있을까요? 그 이유를 알기 위해 4기통엔진의 엔진 점화에 대해 살펴봐야 합니다. 굳이 4기통엔진을 꺼내는 이유는 4행정과 기통수가 일치하여 이해하기 쉬운 엔진구조이기 때문이지 큰 의미는 없어요. 아무튼 대게 4기통엔진의 점화순서는 1-3-4-2입니다. (좀 개성파도 있긴 해요.) 즉 1번에서 배기가스가 나오면 그 다음 3번, 4번, 2번 그리고 또 다시 1번 이런 순으로 나온다는 이야기도 됩니다. 그러나 엔진은 기본적으로 회전해야 시동이 유지되기 때문에 기본적으로 회전수 자체가 커, 때에 따라 1번에서 배기가스가 다 나오기도 전에 3번 배기가스가 나오면 서로 뒤엉켜 속도가 느려지게 됩니다. 바로 그 과정에서 배기가스에 담긴 운동에너지가 손실됩니다. 물리 시간에 안 주무신 분들이라면 당구공처럼 탄성 충돌해야 운동에너지가 손실되지 않는다는 걸 기억하실 거 에요. 물론! 평범한 엔진에서 배기가스 따위의 운동에너지가 손실되든 말든 알 바가 아닙니다. 그러나 배기가스의 운동에너지를 이용하는 터보차저는 무시하면 안 됩니다. 곧 파워이기 때문이죠. 트윈 스크롤 터보는 바로 이 배기가스의 운동에너지를 보호하기 위해 1,4번용과 2,3번용 매니폴드를 따로 만들고 각각에서 나온 출구를 터보의 2개 입구에 각각 연결합니다. 이렇게 만들면 배기가스가 서로 가는 길이 다르니 충돌할 일은 없겠죠?
이렇게 만듦으로써 생기는 또 다른 장점은 이런 구조적인 특이점이 배기가스의 속도를 더 가속화 한다는 점입니다. 자, 우리 생각해봅시다. 임펠러를 잘 돌아가게 하려면 어떻게 해야 할까요? 가장 쉬운 방법은 물량 빨이죠. 배기가스 양이 많으면 됩니다. 그리고 또 배기가스의 속도를 빠르게 하면 터빈이 잘 돌아가지 않을까요? 더 많은 에너지를 가진 기체가 지나가는데 말이죠. 배기가스의 속도를 증가시키는 방법은 엔진 회전수를 늘리는 방법도 있지만, 입구를 좁히는 방법도 있습니다. 간단한 예를 들어보죠. 바람개비를 향해 입을 ‘오~’ 하듯이 좁게 벌리고 입김을 불어봅시다. 잘 돌아가죠? 그럼 입을 ‘하~(하악?)’하듯이 크게 벌리고 불어봅시다. 잘 돌아가나요? 같은 양의 입냄새 공기를 배출하고 있지만, 분명히 ‘오’할 때 바람개비를 잘 돌렸습니다.
우연히도 입구를 2개로 만든 트윈 스크롤 터보의 입구는 같은 사이즈의 일반 터보에 비해 반 이상으로 좁아졌습니다. 위 실험이 증명했듯이 배기가스 속도는 빨라지겠죠. 같은 양이 나와도 임펠라가 더 잘 돌 수 있습니다. 그럼 터보렉도 줄어들겠죠? 하지만 좁은 입구는 많은 배기가스가 지나가지 못한다는 문제점이 생깁니다. 풀 가속 시에는 불리하겠네요? 허허허, 트윈스크롤터보에서 그딴 걸 걱정하실 필요는 없습니다. 일반 터보의 경우 2개 이상의 실린더에서 나온 배기가스가 서로 뭉쳐 나왔지만, 트윈스크롤터보의 한 개의 입구에서는 1개의 실린더에서 나온 배기가스밖에 없잖아요. 트윈스크롤터보는 분업을 통한 완벽한 효과라고 말할 수 있습니다.
VGT (Variable geometry turbocharger : 가변 용량 제어 터보)
(이해에 도움을 주기 위한 사진 한 장 더)
근데 사실 이와 비슷한 수법을 이용한 범죄 아니 터보차저가 하나 더 있습니다. 요즘 최신형 디젤차에서 쉽게 볼 수 있는 VGT가 그 주인공인데요. 이 터보는 임펠러 주변 즉 터보의 둥글게 말린 부분에 여러 개의 날개를 설치한 다음, 배기가스가 조금 나올 때에는 좁게 열어 유속을 늘리고. 배기가스가 많이 나올 때에는 크게 열어 다량의 배기가스가 쉽게 지나갈 수 있도록 만들었습니다. 이 작동은 가변식으로 전자장치가 개입하여 작동하기 때문에 매우 부드럽고, 터보를 언제나 최적의 조건으로 사용할 수 있어, 비록 가격은 비싸지지만 요즘 잘 나간다는 승용디젤 엔진에는 다 달고 나올 정도입니다.
하지만 아이러니하게도 가솔린 터보 차에는 이 좋다는 VGT가 없습니다. 아참 VTG란 이름의 포르쉐 911 터보 딱 한 종만 빼고 말이죠. 가솔린 터보에 잘 보이지 않는 이유는 VGT에 달린 얇은 날개가 고열에 매우 약하기 때문입니다. 이건 디젤도 마찬가지 아니냐고요? 폭발 온도가 700도에 불과한(?) 디젤보다 950도나 되는 가솔린의 경우가 더 힘들지 않겠습니까? 물론 포르쉐 터보의 경우 세라믹 재질을 사용해 지혜롭게 해결했지만, 일반 차량이 쓰기엔 가격이 너무 비쌉니다. 그래서 값이 비싸지 않으면서, 열에 약하지도 않고, 충분히 효율적인 트윈스크롤터보가 VGT를 대신하여 가솔린 터보차의 대세가 되어가고 있는 것입니다.
트윈 스크롤 터보의 역사
그럼 실제 차량의 장착 예를 봐야겠죠? 아쉽게도 제 짧은 지식이 모든 차를 소개해드리긴 어렵고 제가 아는 일부만 소개해드리겠습니다.
원래 트윈스크롤터보의 역사는 애프터 마켓에서 시작한 걸로 알려져 있지만, 1986년에 생산된 2세대 마쯔다 RX-7(새시코드 FC)은 일본 히타치에서 생산한 트윈스크롤터보를 OEM으로 채택하면서 양산차 최초의 트윈스크롤터보 장착 차량이 되었습니다. 하지만 여러분은 다른 쪽에서 마쯔다 RX-7에 대해 들어보셨겠죠? 네, 그렇습니다. RX7은 오일쇼크 이후 반켈 로터리 엔진을 다시 되살렸던 스포츠카로 이니셜D라는 만화 덕에 큰 인기를 모은 차입니다.
그런데 RX-7은 이니셜D 따위의 만화가 있기 이전에 원래 시장에서 뛰어난 운동성능으로 인기가 많은 차였습니다. 그 인기는 1세대 RX-7 사바나에서부터 시작되었고, 마쯔다는 인기를 계속 이어나가기 위해 2세대 모델(FC 새시 코드)을 개발하게 되었고요. 하지만 개발 도중엔 약간의 문제가 발생했다고 합니다. 새시는 더 튼튼해진 대신 무거워졌는데, 로터리 엔진 특유의 출력대비 낮은 토크는 별로 어울리지 않았기 때문인데요. 그래서 2000cc 3로터로 배기량을 늘리려고 고려해 봤으나, 오일쇼크가 지나간 이후인지라 마음대로 될 리는 없었고, 결국 답은 터보에 도달하게 되었습니다. 마침 그 당시에도 큰 출력을 얻을 수 있는 방법으로 터보가 유행하고 있었는데요. 당시 낮은 기술의 터보는 터보렉이 컸었고, 이를 줄이기 위한 여러 연구자들의 노력 끝에 트윈스크롤터보가 막 개발된 지라 이를 지켜보던 마쯔다는 어부지리로 도입하기 시작했습니다. 하지만 위 설명의 트윈스크롤터보와 RX-7 FC 초기형에 달린 트윈스크롤터보는 조금 달랐습니다. 그들이 터보2라고 불렸던 터보자체에는 분명 트윈스크롤터보는 맞긴 맞았는데요. 매니폴드가 하나였습니다. 대신 콧구멍 중 하나에 밸브를 두고 저속에선 닫아 유속을 높이고, 고속에는 열어 통로를 넓혀 터보렉을 줄이고 성능을 보존한 방식이었는데요. 지금의 트윈스크롤터보와 비교하면 뭔가 어설퍼 보입니다. 그런데 사실 이것이 애프터 마켓으로 나온 초기형 트윈스크롤터보의 현실이었을 것입니다.
그래도 다행히 마쯔다 내의 어떤 천재가 89년 페이스리프트된 RX-7에 매니폴드 2개의 ‘진짜’ 트윈스크롤터보로 바꿔놔서 지금의 고 퀼리티 터보를 맛볼 수 있게 되었는데요. 이 덕에 출력도 185마력에서 205마력으로 크게 향상되었습니다.
그러나 그 대단함도 잠시, 이후 92년에 나온 FD새시의 RX7 앙피니는 작은 터보와 큰 터보가 직렬로 연결된 트윈터보로 교체하면서 트윈스크롤터보는 사라졌고, 현재 로터리 자존심을 지키는 RX8에는 터보가 사라진 대신 9000rpm까지 회전하여 로터리 엔진 특유의 뛰어난 회전능력을 발휘하고 있습니다. 그런데 역시 로터리 엔진은 고RPM을 치면서 나가는 그 매끄러운 회전 능력 아닙니까? 어디 터보 따위로 토크나 욕심내고 그러십니까? 개인적으로 앞으로 로터리 엔진에서도 터보는 보고 싶지 않습니다.
한편 1996년 생산된 미쓰비시 랜서에볼루션4(일명 란에보4)에도 트윈스크롤터보를 달고 나왔습니다. WRC경기에 출전하기 위해 홀로그램으로 만들어진 란에보는 비싼 가격으로 한정 판매임에도 큰 인기를 모아 2,3,4부터 현재 10기까지 후속 작들이 만들어졌는데요. 이 중 4기의 경우는 새시가 완전히 바뀐 후속모델입니다. 물론 4기형도 역시 같은 컨셉으로 이미 고성능에 젖어버린 소비자들을 만족시키고 WRC에서 좋은 성적을 내기 위해 여러 신기술을 도입했는데요. WRC 규정 상 2.0 4기통이라는 배기량 한계에 고출력을 내기 위해선 고압터보가 필요했지만, 고압터보는 터보렉이 심하다는 단점이 있었고 이를 줄이기 위해 매니폴드가 2개인 ‘진짜’ 트윈스크롤터보를 도입하게 되었습니다. 그 덕에 란에보 시리즈 최초로 일본 출력 제한 규정(꼭 독도는 내 땅이라고 우기는 것 같은 한심한 규정은 결국 2004년에 폐지)의 한계선인 280마력을 넘은 최초의 모델이기도 합니다. 이후 랜서에볼루션 시리즈에는 계속 트윈스크롤터보를 준비하였고, 현재 판매되는 현대차의 세타엔진으로 만들어진 랜서에볼루션10도 예외 없이 트윈스크롤터보를 장착하고 있습니다. 한편 4기형을 페이스 리프트 한 5기에서 WRC 최고의 성적을 거두며 승승장구 했지만, 7기형부터 부진하기 시작했으며, 현재는 은퇴해버렸습니다.
한편 란에보를 심각하게 지켜보던 차가 있었습니다. 바로 미쓰비시 WRC 성적이 몰락할 시기 치고 올라온 이후 줄곧 선두를 지키던 차, 바로 스바루 임프레자 WRC이었는데요. (그러나 어느 순간 꼴찌로 추락, 이후 은퇴 선언! 쯧쯧) 이 차 역시 미쓰비시의 랜서와 같이 소형세단을 베이스로 만들어, 완전히 다른 4륜구동 괴물로 재탄생한 차량입니다. 물론 그들 또한 홀로그램 형식으로 스바루 임프레자 WRX를 생산했는데요. 다만 독특한 점이 있다면 STI라고 해서 WRX보다 더 강력한 모델이 하나 있다습니다. 이는 원래 STI는 하나의 스바루 전용 튜너였고, 임프레자 WRX를 튜닝하였는데 이제는 스바루의 고성능 디비전으로 흡수 통합되기 때문 입니다.
그러나 스바루 임프레자에 WRX와 STI까지 붙여도 시장에서 임프레자 STI는 란에보보단 한 수 아래의 취급을 면치 못했습니다. 심지어 포르쉐에서 배운 박서엔진 등 구조적인 우세에도 말이죠. 그래서 스바루는 언제나 란에보를 따라잡고 싶었고, 이와 같은 마음이 트윈스크롤터보를 장착하게 만들었습니다. 이미 1996년 란에보는 트윈스크롤터보를 장착했었죠? 당연히 스바루가 가만히 있을 리 없었습니다. STI와 통합된 이후 2001년 모델 체인지를 통해 엔진을 다시 세팅하였고, 그때 스바루 임프레자 WRX STI 모델에만 트윈스크롤터보를 장착했습니다. 그리고 그 때 생긴 전통에 따라 스바루의 어떤 차이던지 STI 마크만 부착하면 다양한 트윈스크롤터보를 만날 수 있었지만, 그 이외 모델에는 아직까지도 찾아볼 수 없습니다.
아참! STI가 예외인 경우도 있네요. 수출모델은 예외입니다. 특히 임프레자는 북미 수출을 본격화 하면서 미국인의 입맛에 맞게 2.5 박서엔진을 내보내 크게 성공하였는데요. (오히려 란에보가 부러워서 따라할 정도였으니까요.) 이러면 미국형 STI가 내수형 STI의 성능보다 뛰어나고, 이걸 두고 볼 수 없던 스바루는 미국형엔 일반 터보를 장착하여 성능을 엇비슷하게 맞추고 있습니다. 사실 무게 덕에 2.0 트윈스크롤터보 박서엔진이 더 좋다고 평가받고 있고요. 물론 이 전통도 지금까지도 계속 이어져 오고 있습니다.
그럼 트윈스크롤터보는 일본차만 사용하였을까요? 아닙니다. IHI, 가렛트 KKK 등 다양한 터보차저 제작 회사들이 트윈스크롤터보를 찍어내고 있었고 그만큼 트윈스크롤터보는 흔해졌습니다. 그리고 이 좋은 터보를 사용하지 않는 것은 이제 미친 짓에 가까웠죠. 아마 많은 고성능 터보 차량은 채택했을 것입니다. 하지만 이제 현대적인 차량을 찾아봐야하지 않을까요?
그래서 전 오펠 GT를 소개하고 싶습니다. 우리에겐 GM대우 G2X로도 팔린 차량이라 눈에 익으셨으리라 생각되는데요. 2006년부터 생산된 오펠 GT는 경량 로드스터이자 로터스 새시의 스피드스터의 후속모델로 오펠이 개발한 스포츠카입니다. 그래서 오펠의 앞선 기술력이 진하게 녹아있기도 하는데요. 2.0 에코텍 터보 엔진도 그 중 하나입니다. 이 엔진은 VVT뿐만 아니라 직분사, 트윈스크롤터보까지 다 갖춘 엔진으로 264마력, 36kg*m의 고출력을 발휘하였는데요. 이런 현대는 이제 ‘국내최초’라는 단어를 쓰기 민망해질 정도로 빵빵한 스펙입니다. 또 이렇게 잘난 오펠 GT는 미국 시장에 새턴 스카이라는 이름으로 팔리기도 하였는데, 새턴 스카이 레드라인이라는 성능 강화모델에는 터보를 업그레이드 하여 290마력까지 발휘하였습니다.
하지만 이 뛰어난 운동 성능에도 불구하고, 경량 로드스터 치곤 별로인 핸들링과 비적극적인 마케팅, GM의 위기로 인해 2009년에 조기 단종한 비운의 차입니다. 근데 다른 시장에서 상황은 더 나빠 디자인을 달리하고 쿠페모델도 준비했던 폰티악 솔스티스와 새턴 스카이는 브랜드의 폐기가 결정되면서 물속에 영영 가라앉고 말았고, 국내에서 GM대우에서 팔았던 G2X 성적도 수동 탑에도 비싼 가격과 자동변속기 밖에 선택이 불과하다는 점이 큰 아쉬움으로 남은 채 한정판매량을 적자 할인으로 넘겨가며 겨우 물량만 맞췄습니다.
이렇게 오펠 GT는 비운의 차로 떠났지만, 그의 심장 2.0 트윈스크롤터보 엔진은 죽지 않았습니다. 이 엔진은 뛰어난 성능을 인정받아 시보레의 HHR과 코발트 SS에 그대로 사용되고 있으며, 피스커에서 사가 카르마라는 하이브리드카의 충전용으로 여전히 건재합니다.
이게 다가 아닙니다. 앞으로 용도도 더 다양해졌습니다. 고성능용으로만 사용되던 2.0 에코텍 트윈스크롤터보엔진은 이제 다운사이징 터보로도 용도 변경되어 수명을 이어나가고 있습니다. 따끈따끈 한 신차이자 출시하자마자 올해의 차에 선정되는 등 큰 인기를 누리고 있는 오펠 인시그니아와 같은 새시의 사브 9-5에도 2.0 에코텍 트윈스크롤터보엔진이 사용되고 있기 때문인데요. 실용성과 내구성, 일반유 때문인지 출력은 220마력으로 낮아졌지만, 여전히 뛰어난 성능을 자랑하며 인기를 이어나가고 있습니다. 근데 지금 이야기가 마치 유럽 어느 나라의 먼 이야기 같죠? G2X의 2.0 에코텍 엔진은 다시 우리 곁에 돌아올 가능성이 있다고 합니다. GM대우 라세티 프리미어나 토스카 후속을 통해서 말이죠.
그런데 오펠에는 2.0 4기통 트윈스크롤터보만 있는 건 아닙니다. 최고급 모델과 OPC에는 2.8 V6 엔진이 있는데 여기에도 트윈스크롤터보가 있습니다. 사실 이 엔진 블록은 캐딜락 CTS에서 먼저 쓴 것이고, 이 엔진을 터보의 명가 사브의 9-3, 터보-X에 사용하면서 한 개의 트윈스크롤터보를 달아 완성하였습니다. 그리고 그들이 가공한 발휘하는 출력은 280마력이며, 조금 차분한 오펠 인시그니아에 와선 260마력으로 디튠 되었습니다. 하지만 오펠의 고성능 디비전 OPC의 손을 거치면서 폭발적인 성능으로 재변신하였고, 오펠 인시그니아 OPC에선 325마력의 강력한 출력을 자랑합니다. 한편 같은 새시와 생김새의 미국버전인 뷰익 리갈GS에는 2.0 직분사 트윈스크롤터보 엔진으로 220마력을 발휘한다고 합니다.
한편 다운사이징터보를 가장 먼저 유행시킨 메이커는 BMW입니다. 그들은 이미 2007년 다운사이징터보엔진을 만들 완성시켰거든요. 그런데 요즘엔 그걸 고성능 디비전 M에게도 물려주고 있습니다. 그동안 M디비전은 레이싱(특히 F1)에서 배운 기술로 고RPM 자연흡기 엔진 기술력이 뛰어나서, 터보의 도입은 매우 아깝긴 하지만 시장 분위기가 M도 굴복하게 만들었습니다. 그 대신 그 시작은 M3, M5 같이 전통적인 모델이 아닌 X5 M, X6 M이라는 M의 전통을 깬 고성능 SUV에서 먼저 시작하면서 조금 더 지켜보기로 결정했나 봅니다.
일단 지금까지 M에선 자연흡기 엔진을 만들려 노력한 지라 경량화와 회전질감에 최적화 되어 고압을 견뎌야 하는 터보와는 궁합이 잘 맞지 않았습니다. 그래서 평범한 V8 4.4 엔진블록을 사용하려고 했는데, 이미 일반 BMW에도 V8 4.4 트윈터보엔진이 있었죠. 고성능 디비전 M에게는 뭔가 그들만의 차별화가 필요했습니다. 그래서 선택한 것이 듀얼 트윈스크롤터보입니다. 그런데 사실 트윈스크롤터보를 2개나 장착한 시도는 한 번도 없는데요. 이 때문에 M은 V8 엔진의 다량의 매니폴드를 한꺼번에 모으려 뱅크각 안쪽에 배기 매니폴드를 집어넣어 열을 모아두게 내버려두는 위험한 시도까지 하게 됩니다. 그러나 M은 결국 407마력에서 555마력까지 끌어올리는 성과를 거뒀고, 이 특이한 매니폴드에 특허를 신청하고 이젠 새로운 M5에도 준비할 정도로 BMW 자체 내에서도 큰 만족을 하고 있습니다.
근데 BMW 내에서 트윈스크롤터보에 얼마나 만족했는지 주력 엔진인 직렬6기통 3.0 실크식스 엔진에도 트윈스크롤터보로 교체작업이 시작되었습니다. 원래는 터보 2개를 올린 트윈터보였는데요. 새로운 F10 5시리즈부턴 트윈스크롤터보 한 개로 교체하여 원가를 낮췄습니다. 그래도 미안한 감이 있었던 지 트윈터보를 장착할 때 삭제했던 밸브트로닉 등 고기술을 다시 부활시켰는데요. 그래서 출력을 306마력으로 유지시키고, 연비는 늘어나 일석이조의 성과를 거둘 수 있었습니다. 이것이 바로 ‘진짜’ 원가절감이죠. 지금 BMW는 “그러면 됐지?”라며 우쭐대면서 전 차종에 급하게 교체작업을 실시 중입니다.
하지만 BMW도 다운사이징 터보를 유행시킨 것에 공헌했을 뿐 가장 먼저라고 하긴 어렵습니다. 역시 가장 먼저에는 볼보가 있기 때문이죠. 사실 볼보는 고향인 스웨덴에서 3.0이상에만 때리는 세금폭탄이 무서워 배기량을 줄이고 터보를 통해 출력을 보강하는 다운사이징터보엔진을 오래 전부터 습관화한 선두주자입니다. 물론 잠깐 미국 시장을 위해 V8을 만드는 등 딴 짓은 했지만, 다운사이징터보 이야기에 볼보를 빼놓으면 섭섭하죠. 하지만 지금은 트윈스크롤 터보 이야기를 하는 중입니다. 다만 저는 볼보 쪽에서 우연히 트윈스크롤터보로 무장한 새로운 T6엔진의 소식을 접할 수 있어서 소개할 뿐입니다. 어디서 들었냐고요? 볼보 S80 T6 드라이빙 익스피리언스 시승기를 쓰기 위해 체험하면서 들었어요. 이미 시승기에서 어느 정도 소개가 되었으니 새 T6엔진에 대한 자세한 설명은 생략할게요. 그냥 볼보의 최강 엔진인 T6에 트윈스크롤터보를 장착하여 앞으로의 볼보의 다운사이징터보가 계속됨을 알리면서 성능을 끌어왔다는 점과, 이 엔진에는 아직 직분사 시스템은 없다는 점 그 뿐입니다.
이렇게 볼 때 현대/기아의 쏘나타/K5 터보는 분명 빨랐다고 생각합니다. 더군다나 가변밸브타이밍기구와 직분사 시스템, 트윈스크롤터보가 함께 있는 엔진은 오펠과 BMW에 이어 3번째이라는 점에도 분명 의미가 있습니다. (3등까진 상주잖아요?) 여기에 내구성을 보장받을 수 있고 일반 휘발유를 먹으면서 고작 2.0 4기통 엔진으로 274마력/6000rpm, 37.2kg*m/1,800~4,500rpm의 고출력과 고연비를 기대할 수 있다는 점은 분명 박수 받아야 마땅합니다. (자, 박수 짝짝짝)
하지만 이와 같이 놀라운 실적에도 많은 이들은 굉장히 꺼림칙한 눈으로 현대를 바라보고 있습니다. 이유는 따로 있습니다. 일단은 이번에 공개한 2.0 터보는 수출로만 판매한다고 했기 때문입니다. 근데 주력 시장이 미국이 분명 할 텐데 거긴 현대차 공장이 있고, 아마 이 터보엔진도 거기서 생산한다는 의미 아닐까요? 그런데 솔직히 한 메이커의 기술이 집약된 엔진인데 본국이 아닌 미국에서 생산한다는 것 자체가 매우 꺼림칙스럽지 않습니까? 아무리 노조가 지나치다고 하지만 우리 일자리와 기술 유출을 무시하면 안 되죠!
그리고 하나 더! 저 정도 스펙은 많은 마니아들이 탐낼 만한 물건입니다. 터보 특유의 매력, 고성능 3.0급 출력, 2.0에 가까운 연비, 가장 잘 팔리는 2.0과 같이 내는 세금 등 이 모든 것은 조금 비싼 가격에도 충분히 구입할 만한 메리트가 있습니다. 물론 그럴 바엔 곧 같은 2.0 트윈스크롤터보 엔진이 들어갈 젠쿱이 더 낫긴 하지만, 가족을 꾸리면서 그리고 중형차의 만만한(?) 외관을 즐기면서 타길 원하는 사람도 분명 존재합니다. 그런 면에서 볼 때 지난 날 도전했다가 낭패만 봤던 쏘나타 V6 3.3 람다하고 조건이 다르다고 생각합니다. 그 차는 가격도 더럽게 비싸 정말 딱 그랜저랑 겹쳤잖아요. 하지만 쏘나타는 스포츠 성만 잘 부각하고 적당한 가격이라면 충분히 구입 메리트가 있지 않겠습니까?
아참, 빼먹을 뻔 했습니다. 결코 이것만으로는 많은 이들의 꺼림칙한 기분은 해소되지 않겠습니다. 바로 지나친 원가절감에 대한 말을 빠뜨렸기 때문인데요. 우린 이미 충분히 현대/기아의 원가절감에 치를 떨어왔습니다. 물론 현대 쏘나타도 원가절감에서 자유로운 존재는 아니었고 아마 터보도 마찬가지겠죠. 그러나 무리한 원가절감은 미쓰비시나 토요타처럼 저 품질에 대한 신뢰도 하락으로 큰 위기가 올 수도 있습니다. 현대는 항상 그것을 조심하라고 누누이 경고하는데 듣기는 하는 건지 한숨만 나오네요. 그리고 그런 걸 생각하니 단가가 많이 오를 2.0 트윈스크롤터보 엔진에선 어떤 짓을 해놨는지 슬슬 걱정됩니다.
그리고 또 현대가 꼼꼼하지 못한 하다고 말하려는 건 아니지만 일단 터보의 출력이 2.0 엔진에 비해 100마력 이상 크게 강력해졌습니다. 그런데 사실 쏘나타 2.0에서도 브레이크는 큰 지적사항이었죠. 지금이 바로 더 탄탄한 하체와 강력한 브레이크가 필요한 시점입니다. 하지만 현대는 아직까지 이에 관한 보도는 없습니다. 뭔가 변화가 있었을까요? 아니면 그대로 버틸 참 일까요? 제발 전 세계 사람들 앞에서 잘 만들어놓은 엔진에 똥칠하는 일은 없었으면 좋겠습니다.
출처: 카홀릭 -소타람다
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