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배기량과 출력은 반드시 비례하지 않는다

배기량 이상의 힘을 내는 마법의 원천, 터보(Turbo)

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기아차 K9과 스팅어. 한 차는 브랜드를 대표하는 플래그십 세단이고 다른 한 차는 프리미엄 스포츠 세단이다. 이들 둘은 V6 3.3L 트윈터보 엔진을 공유한다. 강력한 힘과 나긋함을 모두 갖춘 트윈터보 엔진은 묵직한 발걸음도 폭풍 같은 질주도 잘 소화해낸다. 퍼포먼스를 원하는 운전자에게 이만한 엔진도 없다. 힘의 원천은 터보에 있다.

기아차 브랜드를 대표하는 대형 고급차 K9

먼저 터보 엔진의 핵심인 터보차저(Turbocharger)에 대해 살펴보자. 터보차저는 배기가스의 힘을 이용해 엔진에 더 많은 공기를 집어넣어 더 강한 힘을 낼 수 있도록 돕는다. 배기 통로와 흡기 통로에 각각 터빈(바람개비)을 달고 중심축을 연결한 모양. 엔진에서 배출된 가스가 배기 통로의 터빈을 돌리면, 흡기 통로의 터빈도 같이 돌면서 흡입한 공기를 압축해 엔진으로 보낸다. 공기의 밀도가 높아진 만큼 연소 효율이 좋아져 더 큰 힘을 낼 수 있다.

기아차의 역동성을 상징하는 프리미엄 스포츠 세단 스팅어

터보차저는 배기량을 줄여 효율을 높이는 요즘의 엔진 트렌드인 ‘다운사이징(Downsizing)’에서 가장 중요한 요소다. 때문에 큰 힘을 내야 하는 고성능 모델이나 배기량 대비 출력을 높여야 하는 스포츠 모델 외에도 배기량을 줄이면서 이전과 같거나 더 큰 힘을 내야 하는 다운사이징 엔진에도 널리 쓰이고 있다. 물론 디젤 엔진과도 궁합이 잘 맞아 대부분의 요즘 디젤 엔진에도 터보가 들어가고 있다.

앞바퀴굴림 스포츠 세단(해치백)의 재미를 선사하는 K3 GT

기아차의 경우 스토닉부터 쏘울 부스터, 쏘렌토, K3 GT, K5, 스팅어, K9 등 상당수의 차종이 터보 엔진을 얹고 있다. 특히 터보는 디젤을 제외한 가솔린 엔진에서는 성능을 높이는 용도로 주로 쓰인다. 예를 들어 소형 SUV 스토닉은 1.4L 자연흡기 엔진 모델 외에 1.0L 터보 다운사이징 모델이 있다. 준중형 세단인 K3는 효율을 중시한 1.6L 자연흡기 ‘스마트 스트림’ 엔진을 얹지만, 입문형 스포츠 세단인 K3 GT는 1.6L 터보 엔진을 단다.

K3 GT의 1.6L 터보 204마력 엔진. 운전하는 재미가 쏠쏠하다

터보 엔진은 배기량 대비 큰 힘을 낸다는 이점이 있지만 만능은 아니다. 터보차저 등 여러 부품을 추가하니 가격이 올라갈 수밖에 없다. 차종과 운전 성격에 따라서는 자연흡기 엔진이 더 유리할 수도 있다. 또한 터보차저의 구조상 피할 수 없는 ‘터보 랙(Turbo Lag)’도 있다. 엔진이 힘주어 돌아가지 않는 상황에서는 배기가스가 적게 나오니, 터보차저의 작동 속도가 느려져 온전히 힘을 낼 때까지 시간이 걸리는 현상이 발생하기 쉽다.

스팅어와 K9에 올라간 V6 3.3L 트윈터보 엔진은 워즈오토가 선정한 2018 세계 10대 엔진에 올랐다

하지만 기술을 앞세워 이를 극복한 만능 같은 터보 엔진이 있다. 스팅어와 K9에 장착된 V6 3.3L 트윈터보 엔진이다. 터보차저를 두 개 달아 더 많은 공기를 빨아들이면서, 반응성과 강력한 힘이라는 두 마리 토끼를 모두 잡았다. 또한 나트륨 주입 밸브, 가변 밸브 타이밍 기술, 통합형 배기 매니폴드 등 연비 향상 및 환경 보호를 위한 각종 기술도 더했다. 미국 워즈오토(Ward’s Auto)가 선정한 ‘2018 세계 10대 엔진’에 오른 비결이다. 워즈오토는 미국의 권위 있는 자동차산업 정보 제공 기관으로 매년 ‘10대 엔진’, ‘올해의 인테리어’ 등을 발표하고 있다.

스팅어의 V6 3.3L 트윈터보 엔진

워즈오토는 스팅어의 V6 3.3L 트윈터보 엔진에 다음과 같이 찬사를 보냈다. “스팅어의 트윈터보 엔진은 운전을 좋아하는 심사위원들의 마음을 사로잡았다. 기아차는 지난 몇 년 동안 훌륭한 엔진을 만들어왔으며, 특히 이번 엔진에 주목할 가치가 있다. 불쾌한 소음과 진동을 잘 막아냈으며, 8단 자동변속기와 맞물려 낮은 엔진회전수에서도 큰 토크를 끌어낸다. 느리게 교통 정체를 통과할 때도, 고속도로에서 느긋하게 달릴 때도 충분한 힘을 느낄 수 있다.”

탁월한 성능으로 워즈오토 심사위원을 사로잡은 스팅어

워즈오토의 찬사만큼이나 K9과 스팅어에 올라간 V6 3.3L 트윈터보 엔진은 남다르다. 밸브만 봐도 차이를 알 수 있다. 스템과 헤드에 나트륨을 채워 무게를 줄이는 동시에 열방출 효과를 높였다. 워즈오토는 “스템에 나트륨을 주입하는 경우는 흔하지만 헤드까지 나트륨을 채우는 경우는 흔치 않다”고 평했다. 성능을 위해 세밀한 부분까지 정성을 기울인 것으로, 기아차를 대표하는 프리미엄 스포츠 세단 스팅어, 기아 브랜드의 플래그십인 K9의 위상에 걸맞은 엔진이라 할 수 있다.

K9의 보닛 아래에는 그 이름에 걸맞은 엔진이 숨어 있다

가변 밸브 타이밍 기술 또한 주목할 만하다. 시동 직후 상태에서는 흡기 캠을 중간 위치에 고정해 순간 반응을 높이지만, 느긋하게 달릴 때에는 흡기 밸브를 닫는 시점을 뒤로 미뤄 저항을 줄이고 연비를 높인다. 실린더 헤드에 배기 매니폴드를 통합한 부분도 인상적이다. 열을 이용해 촉매를 빠르게 달궈 냉간 시동 시 배출되는 유해물질을 최대한 줄인다.

스팅어의 0→시속 100km 가속 시간은 4.9초에 불과하다

최고출력 370마력의 강력한 성능을 자랑하는 V6 3.3L 트윈터보 엔진을 얹은 스팅어와 K9은 각자의 차급에서 뚜렷한 존재감을 뽐낸다. 스팅어는 강력한 트윈터보 엔진의 존재감을 앞세워 세계 올해의 차, 유럽 올해의 차 최종 후보에 오르는 저력을 뽐냈다. 스팅어 GT의 0→시속 100km 가속 시간은 4.9초에 불과하며, 5,000만원 아래의 값으로 이런 성능을 내는 프리미엄 세단은 전 세계를 살펴봐도 드물다.

차분한 스타일링을 자랑하지만 K9의 성능은 화끈하다

대형 세단인 K9에서도 트윈터보 엔진은 특별한 매력을 뽐낸다. V6 3.8L 자연흡기 엔진 모델이 판매의 중심이지만 V6 3.3L 트윈터보 엔진을 고르는 비중도 상당하다. 터보 엔진 차는 동급 배기량의 자연흡기 엔진 차에 비하면 비싸지만 출력이 더 높고, 출력이 비슷하지만 배기량이 더 큰 자연흡기 엔진 차에 비해서는 저렴하다는 이점이 있다. K9의 경우 편의장비 구성을 똑같이 맞춰 비교한 가격은 V6 3.8L, V6 3.3L 트윈터보, V8 5.0L 순으로 비싸지며, 3.3L 트윈터보는 V6 자연흡기보다 비싸고 V8 자연흡기 모델보다는 저렴하다.

K9의 V6 3.3L 트윈터보 엔진

K9의 V6 3.3L 트윈터보 모델은 직접 운전을 즐기는 운전자에게 잘 어울린다. 넉넉한 힘과 괜찮은 연비를 모두 갖췄기 때문이다. V6 3.3L 트윈터보 엔진은 최고출력 370마력을 6,000rpm에서, 최대토크 52kg·m를 1,300~4,500rpm에서 낸다. 복합연비는 8.1km/L. V8 5.0L 엔진은 최고출력 425마력을 6,000rpm에서, 최대토크 53kg·m를 5,000rpm에서 낸다. 복합연비는 7.5km/L(연비는 모두 19인치 타이어, 네바퀴굴림 기준).

트윈터보 덕에 배기량을 뛰어넘는 성능을 낸다

절대적인 성능은 V8 5.0L 자연흡기 엔진이 앞선다. 하지만 실제 주행에서 V6 3.3L 트윈터보 엔진은 비등한 실력을 자랑한다. 더 낮은 엔진회전수에서 비슷한 최대토크를 내니 언제든 힘찬 가속이 가능하다. 게다가 두 엔진의 배기량 차이는 꽤 크다. K9의 트윈터보 모델은 더 작은 배기량으로 괜찮은 출력과 더 좋은 연비, 더 저렴한 가격이라는 다운사이징 터보 모델의 이점을 잘 보여준다.

플래그십에 걸맞은 품격과 성능을 품은 K9

운전에 있어 잘 만든 엔진이 주는 즐거움은 상당하다. 운전자는 부드러우면서도 경쾌하게 또 안정적으로 잘 달리는 차를 선호한다. 이들 중 절반은 엔진의 역할이 절대적이다. 힘 좋은 차를 선호하지만 너무 배기량이 큰 엔진은 연비와 세금 등 유지비 면에서 부담스러울 수 있다. 스팅어와 K9에 올라간 V6 3.3L 트윈터보 엔진은 이런 면에서 대단히 매력적이다. 배기량 대비 힘이 좋고 연비에서도 유리한 데다 출력 대비 가격에서 앞서는 트윈터보는 그야말로 팔방미인이라 할 만하다.

글, 사진 K-PLAZA 편집팀

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