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클린 디젤은 여전히 유효하다.

글로벌오토뉴스 조회 수770 등록일 2019.09.02
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유럽시장에서의 디젤차 점유율이 2018년 7월 37%에서 2019년 7월에는 31%로 다시 하락했다. 한 때 55%를 넘었던 것을 감안하면 디젤차는 점차 힘을 잃어가고 있는 것처럼 보인다. 하지만 여전히 유럽 브랜드들은 디젤차의 개량을 위한 기술 개발에 힘을 쏟고 있다. 가솔린과 마찬가지로 미래에는 새로운 파워트레인에게 자리를 내 줘야겠지만 당장에 이산화탄소와 질소산화물 등 배출가스 규제 기준을 충족하기 위해서는 하이브리드를 비롯한 전동화와 더불어 내연기관의 효율성 개량이 필요하기 때문이다. 최근 시판되고 있는 유럽 브랜드들 중 몇몇 2리터 디젤 엔진 차의 면면을 간략히 정리해 본다.

글/채영석(글로벌오토뉴스 국장)

국가는 규제를 통해 자동차의 안전과 환경 기준을 강화한다. 자동차회사들은 경우에 따라서는 그 규제를 앞선 수준의 안전과 환경 성능을 선보이기도 한다. 그런데 2015년 폭스바겐 디젤 스캔들을 계기로 그것이 무너졌다. 폭스바겐은 비용 압박으로 인해 소프트웨어를 조작했고 결과는 내연기관 전체의 불신으로까지 확대됐다.
자동차의 배출가스는 환경 문제가 부상하면서 국가가 기준을 정해 규제해 왔다. 폭스바겐 스캔들의 배경은 실험실 내에서 정해진 틀에 의해 짧은 시간 내에 검사를 한 것이 발단이었다. 폭스바겐 스캔들 이후 실도로 주행이 시행되면서 이제는 그런 소프트웨어의 조작은 불가능해졌다.

그런 과정에서 테슬라가 급부상했으며 전통적인 자동차회사들도 전동화차 개발에 속도를 내기 시작했다. 하지만 그런 뉴스와 달리 하이브리드 전기차의 판매가 꾸준히 증가하는 것에 비하면 배터리 전기차의 판매는 아직 미미하다. 배터리 기술과 가격, 전기모터와 인버터 및 컨버터 기술 등 다양한 문제가 얽혀 즉각적인 배터리 전기차로의 전이가 쉽지 않기 때문이다. 그래서 하이브리드 전기차와 플러그인 하이브리드 전기차, 48볼트 마일드 하이브리드 시스템 등 다양한 방법을 동원해 당장에 실현 가능한 규제 기준 충족을 추구하고 있다.

상대적으로 가솔린차는 이산화탄소 배출량이 많고 디젤차는 미세먼지의 원인인 질소산화물 배출량이 많다. 그래서 가솔린 엔진은 그린(Green) 측면에서, 디젤 엔진은 클린 측면에서 감시의 대상이다. 그린은 온난화 가스인 이산화탄소 등에 관한 것이고 클린은 대기오염인 미세먼지와 그 유발물질인 질소산화물 등에 관한 것이다. 그런데 디젤 스캔들 이후로 보쉬가 디젤 엔진의 질소산화물을 극단적으로 줄이는 기술을 개발했다. 유럽 대부분의 브랜드들은 그 기술을 채용하기 시작했고 최근에 출시되는 모델들은 규제 기준을 훨씬 밑도는 질소산화물 배출량을 기록하며 반전을 노리고 있다.

유로6 기준은 단계적으로 강화되고 있는데 유로6d의 경우 질소산화물 배출량이 시험실 내에서 80g/km 이하, 실도로 주행(RDE)에서 120km/h 이하를 충족해야 한다. 그런데 메르세데스 벤츠 C220d에 탑재된 2.0리터 직렬 4기통 터보 디젤 엔진은 질소산화물의 배출량이 0~1g/km로 거의 측정할 수 없는 수치에 불과했다. 더불어 수천 km를 주행한 차량의 평균 배출량도 RDE 조건에서 20~30g/km에 불과했다. 이는 독일의 ADAC가 유럽 내 시판되고 있는 디젤차들을 광범위하게 테스트해 얻은 수치이다.

이 때문에 여전히 ‘클린 디젤’이라는 표현을 사용하며 소비자들에게 선택지의 하나로 제시하고 있다. 다만 제원표상에 이산화탄소 배출량처럼 표기를 하지 않는 것은 해결해야 할 문제다. 소비자들에게 정확한 데이터를 제시해야 한다.


가솔린과 마찬가지로 디젤도 2리터 직렬 4기통이 주류

오늘날 등장하는 내연기관 엔진들의 배출가스 저감에 더해 성능상 특징을 보면 가솔린 엔진은 토크가 증대하고 디젤 엔진은 출력이 증강되는 경향이 있다. 같은 배기량이라면 디젤 엔진이 가솔린 엔진에 비해 토크가 월등히 높았으나 최근에는 비슷해지는 경향이다.

예를 들어 BMW 320d와 330i 탑재되는 디젤과 가솔린 엔진의 최고출력은 각각 190ps와 258ps다. 그런데 최대 토크는 두 엔진 모두 40.8kgm를 발휘한다. 320d의 엔진은 두 개의 터보 유닛을 직렬로 배치한 보그워너제 2스테이지식 시스템이 적용되어 있다. 배기 매니홀드 위쪽에는 가변 터빈 지오메트리(VTG)의 저압용 터보차저가, 매니폴드와 일체식의 고압용 터보차저는 아래쪽에 배치된다.

BMW 내부에서 코드네임 B470D20B라고 불리는 컴팩트한 2스테이지 터보차저 엔진은 뛰어난 연비성능과 주행성 강화, 경량화, 정숙성, 배출가스 저감 등 다양한 측면에서 진화했다는 평가를 받고 있다.

메르세데스 벤츠의 C220d의 2.0리터 엔진은 E클래스에 먼저 탑재된 것으로 코드네임 OM654라고 명명된 것이다. 실린더 헤드와 크랭크케이스 등에 알루미늄을 채용해 엔진의 무게를 약 16kg 덜어냈다. 실린더 블록과 피스톤에 열 팽창률이 다른 소재를 채용하고 별도의 표면 코팅을 통해 마찰을 저감하고 그만큼 효율성을 높였다. 최고출력은 194ps, 최대토크는 40.8kgm다.

고압 커먼레일 인젝터와 뇨소 SCR, DPF 등 최신 디젤 기술을 채용한 아우디의 40TDI도 시대적인 흐름에 따라 엔진 헤드의 변경과 튜닝을 통해 배출가스 저감과 성능 증강이라는 두 마리 토끼를 잡은 엔진이다. 1,968cc 직렬 4기통 DOHC 터보차저로 최고출력 190ps, 최대토크 40.8kgm를 발휘한다. 물론 순항 모드에서 엔진음은 물론이고 로드 노이즈, 풍절음 등의 거의 없는 높은 정숙성을 장기로 하고 있다.

더불어 두터운 토크감으로 중고속역에서의 강력한 가속감도 특징이다. 오늘날 등장하는 디젤 엔진들이 그렇듯이 가솔린 엔진과 큰 차이 없는 고속역에서의 파워 추출감도 마찬가지이다

볼보의 라인업에 D4와 D5라는 서브 네임을 부여 받은 디젤 엔진도 좋은 반응을 얻고 있다. 이미 정숙성 면에서는 높은 평가를 받아 왔지만 최근에 등장한 엔진은 배출가스와 효율성 등 전반적인 부문에서 높은 점수를 받고 있다. 1,998cc 직렬 4기통 DOHC 터보차저로 최고출력이 각각 190ps, 235ps, 최대토크는 40.8kgm, 48.9kgm를 발휘한다. 마찬가지로 배출가스 저감이라는 시대적인 과제를 수행하는 것은 물론이고 주행성에서 한 단계 진보했다는 평가를 받고 있다.

가속페달에 대한 응답성이 뛰어난 것은 물론이고 중간 가속역에서의 두터운 토크가 전체적인 주행성을 높이는데 일조하고 있다. D5는 발진시와 저회전역에서 가속시에 압축 에어를 터보에 보내는 파워펄스 기술을 채용하고 있는 것이 특징이다. 공차 중량이 2톤이 넘는 XC90의 차체를 가볍게 밀어 붙이는 점에서 좋은 평가를 받고 있다. .

재규어랜드로버의 신세대 모델들에 탑재되고 있는 1,999cc 직렬 4기통 DOHC 터보 디젤 엔진도 이 시대 디젤엔진의 특성을 잘 보여 준다. 최고출력은 위 언급한 것들에 비해 약간 낮지만 최대토크는 오히려 높다. 최근에 재규어 E-Pace D180을 시승했을 때도 느꼈지만 경쾌한 가속감의 가속 페달에 대한 민감한 응답성은 압권이다. 엔진 회전 상승감도 매끄럽고 거침없이 상승하는 것이 특징이다.

재규어 랜드로버의 인제니움 모듈러 엔진은 토크감과 정숙성, 파워감 등에서 브랜드의 성격을 잘 표현하는데 중요한 역할을 수행하고 있다.

이 외에도 르노그룹과 PSA 그룹의 디젤 엔진들도 연소 후처리 기술은 오래 전부터 선구적인 행보를 이어오고 있다. 특히 중소형차에 집중된 라인업으로 인해 브랜드 차원에서 새로 시행되는 유로6d 기준을 가장 먼저 충족하기도 했다.
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  • 2019.09.05
    연소 후처리 기술을 종류별로 나눠보면? ^^ ㅎㅎㅎㅎ 이미 아시죠? 나열된 용어는 각 회사별로 조금씩 다르지만 결국 비슷한 것들로, 얼마나 실효성있게 설계 재현되었느냐가 관건. 헌데 우리나라 디젤의 자존심. E-VGT 의 계량엔진들에 대한 건 몰라서 빠뜨리신 건 아니죠? ㅋㅎ
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