1. 20세기 중후반 기름차의 기술 트렌드
(1) 연비
1970년대 말엔 오일쇼크 때문에 고배기량 차량 만드는 게 좀 터부시됐었다. 그래서 그라나다 같은 고급차도 고작 2000cc였던 것이다.
현대 자동차는 그라나다 이후로 10여 년이 지난 1989년에야 그랜저의 최상위 3000cc 모델을 내놓으면서 V6 엔진을 다시 만들게 됐다. 4단이 아닌 5단 수동 변속기는 그랜저 기본 모델이 처음으로 실현했고 말이다.
(2) 환경
그러다가 1980년대에 들어서서는 자동차계의 기술 트렌드가 환경을 중시하여 삼원 촉매와 무연휘발유로 갔던 듯하다. 그리고 이거 환경 기준을 맞추기 위해서 기계식 카뷰레터가 퇴출되고 전자 제어 연료 분사, MPI 같은 게 등장한다.. 이때는 엔진에 컴퓨터 전자회로가 얹혔다는 것만으로도 CF에다 대놓고 자랑을 하던 시절이었다.
물론, 자동차 말고 비행기나 선박 같은 타 교통수단들은 사람이 없는 곳을 주로 다니는 관계로 환경 규제가 자동차보다는 덜 빡세게 적용된다.
어선용 엔진에 무슨 유로6 규제 따위는 없다. 거기는 검은 매연 쩌는 저질 중유가 쓰이기도 한다.
자동차에서는 진작 퇴출된 유연 휘발유가 항공 연료로는 2020년대까지 현역이었다고 들었다.
(3) 성능
그 뒤 1990년대 초쯤에 DOHC와 터보차저 국내 양산차에 소개되고 도입됐다. 이를 계기로 동 배기량에서 자동차의 성능이 크게 향상됐다. 2000cc가 채 안 되는 승용차의 최대 출력이 100마력을 넘어가고, 끽해야 100~200마력 남짓하던 중· 소형 디젤차의 출력이 200~300마력을 찍게 됐다.
이렇듯, 요즘 자동차는 30년, 40년 전 자동차보다 동 배기량 대비 출력이 더 좋고 연비도 더 좋고, 그러면서 해로운 배기가스는 덜 뿜는다. 성능이 정말 좋아졌다.
그 대신 내부 구조가 훨씬 더 복잡해지고 컴퓨터 전자 제어의 비중이 더 커지고 또.. 연료의 품질에 훨씬 더 민감해졌다. 침수에 더 취약해진 것도 덤..
옛날 엔진 같았으면 정제가 덜 된 저질 연료를 넣어서 돌리면 꿀럭꿀럭 매연 나오고 엔진음과 출력이 좀 안 좋은 걸로 끝나겠지만, 지금 엔진은 그렇지 않다. 그랬다간 진짜 탈 나고 비가역적으로 망가진다. 특히 배기가스 정화 계통이 망가지면 당장 굴러가고 운행이 가능하더라도 언젠가 결국은 자동차 검사에서 걸린다.
2. 성능 향상
요즘 차들이 성능이 정말 좋아졌다고 느끼는 게..
디젤이 아닌 휘발유 차가 고속도로에서 시속 120~130을 밟고 있는데 엔진 회전수가 그냥 2000rpm 초반에서 그럭저럭이다.
시내버스가 출발 가속하는데 무슨 승용차를 탄 것처럼 뒤로 쏠리는 걸 경험한다.
이렇게 엔진 출력이 올라가니, 그 출력을 더 정교하게 제어하라고 변속기도 단수가 올라갔다.
자고로 승용차의 변속기는 수동 5단 아니면 자동 4단이 정석이 아닌가 싶었으나.. 요즘은 경차가 아닌 이상 기본 6단에서 시작하고 8단 이상도 흔하다. 물론 그 다양한 단수는 수동이 아니라 자동 변속기로 구현한 거다.
극단적인 사례이지만, 1900년대 초 구한말에 돌아다녔던 순종 어차는 캐딜락 리무진이었다. 무려 5000cc가 넘는 배기량의 8기통짜리 엔진 기반이었는데 최대 출력이 꼴랑 32마력 남짓이었다는 걸 생각해 보자.;; 320마력이 아니다.
어차 정도까지는 아니어도.. 1970년대 말부터 1980년대 초까지 현대에서 면허 생산했던 포드 그라나다를 생각해 보자. 얘는 나름 그랜저의 전신으로 여겨지는 엄청난 고성능 호화 고급차였다. 그야말로 부의 상징 그 자체였고 오늘날 제네시스나 EQ900 이상의 위상이었다.
하지만 얘는 변속기는 4단 수동이었고, 엔진은 2000cc 배기량에 최대 출력 102마력 남짓에 지나지 않았다. 그런데 실린더가 V형 6기통이었다.
요즘 같으면 겨우 2000cc 덩치에다가 쓸데없이 복잡하게 6기통을 넣지는 않을 텐데 그때는 그랬다.
실린더 수를 늘려서 자잘한 폭발을 여러 실린더에다가 분담시키면.. 당장 엔진 동작이 부드러워지고 진동이 줄어들기는 한다. 즉, 고급차의 덕목인 '좋은 승차감'에 기여할 수 있다.
하지만 이러면 차량 성능에 비해서 엔진이 너무 복잡해지고 비싸지고, 한 실린더 당 토크가 너무 약해지는 부작용도 있었다. 수동 운전 실수로 시동 꺼뜨리기도 더 쉬웠을 듯..
3. 에어컨
자동차의 에어컨은 승용차용이 약 4~5마력 정도 엔진 출력을 잡아먹고, 대형 버스용은 그 10배인 40~50마력의 출력을 쓴다고 한다. 그럼 1인 공간당 1마력이라고 생각하면 얼추 맞는 것 같다.
옛날에 가정용 세탁기의 모터가 3/4 ~ 1마력짜리라고 얘기를 들었는데.. 공기를 압축해서 냉매를 액화시키는 게 말처럼 쉬운 일이 아닌 것 같다.
그러니 쌍팔년도 이전에 무려 6~7000cc짜리 디젤 엔진으로 꼴랑 160마력 남짓한 출력밖에 안 나오던 시절에는 버스에 에어컨을 장착하는 게 쉬운 일이 아니었다. 기계 가격도 가격이거니와 차량 성능에 끼치는 부담이 너무 크니까.. 에어컨 컴프레셔 전용 엔진이나 발전기가 필요할 정도였다.
그 반면, 트럭은 운전자· 탑승자의 공간이 아주 작으니 에어컨은 승용차와 비슷한 사이즈만 있으면 되겠다. 물론 냉동 탑차라면 얘기가 완전히 달라지겠지만. ㄲㄲㄲㄲ
4. 비행기와의 접점
하긴 옛날에는 자동차뿐만 아니라 비행기도 말이다.
골동품 여객기인 보잉 707은 좌석 수가 겨우 100여 개 중반. 콩코드보다 약간 더 큰 수준의 협동체에 불과했다. 그러나 얘는 엔진이 무려 4개나 달린 4발기였다. 마치 2000cc V6 자동차 엔진 같은 느낌이다.
747은 1970년대 기술로 사람을 400명씩이나 태우는 초대형이니 4발기였고, 콩코드는 마하 2로 날기라도 하니까 덩치 작은 4발기였던 반면.. 707은.. 영화 벤허가 만들어졌던 시절의 기술의 한계였다. ㅎㅎ
그래도 그때는 707만으로도 정말 획기적이었고 보잉을 여객기 명가로 등극시켜 준 명품이었다. 뭔가 보잉 사의 Windows 3.0 같은 작품이었다.
요즘은 3발기도 유행이 지났고, 엔진 하나가 성능이 워낙 좋아졌기 때문에 어지간한 비행기들은 다 깔끔하게 2발기가 국룰이다. 경비행기 정도나 단발..
그러고 보니 경비행기는 엔진이 2개가 아니라 날개가 두 겹으로 깔린 복엽기가 있구낭..
5. 전기차와의 접점
요즘은 기름차보다도 전기차의 성능이 참 경이롭기 그지없다. 뭐 뻑하면 300~400마력이고 토크는 40~50kgf를 찍는다. 제로백은 그냥 5초대다.
슈퍼카나 기함급 고급차가 아니라 어지간한 서민 양산형 차량이 저런 성능을 내는 건 기름차로는 오늘날의 기술로도 가능하지 않을 것이다.
전기차는 배터리 때문에 비슷한 체급의 기름차보다 수백 kg 이상 더 무겁다고는 하지만 그래도 저런 성능이면 그 무게를 상쇄할 수 있다.
하긴, 자동차뿐만 아니라 철도 차량도 전철화 덕분에 알음알음 성능이 좋아지고 있다.
앞으로는 전후대칭 동력분산식 전동차가 여객열차의 주류가 될 것이고, 일반열차도 무슨 지하철처럼 급격하게 가감속을 하게 될 것이다. 사실, 디젤 대신 전기 기관차가 도입된 것만으로도 같은 구간의 열차 소요 시간이 더 단축됐고, 지연 만회도 더 잘 하게 됐다.
허나, 자동차는 전기차가 성능이 그렇게 좋으면 뭘 하나. 정작 서울-부산 고속버스나 40톤짜리 트레일러, 각종 건설기계나 군용차, VIP 의전차가 전기차로 만들어졌다는 얘기를 난 들어 보지 못했다.
배터리 전기차가 대형화되지 못하는 건 과거에 크고 무겁던 브라운관 TV가 30인치대 이상으로 도저히 대형화를 못 했던 것과 비슷하게 개인적으로 느껴진다.
철도 차량은 위의 전차선 덕분에 배터리 걱정을 할 필요 없어서 좋다. 비접촉 무선 집전이 가능하다면 더 좋겠지만 말이다.
Posted by 사무엘
