[프라임경제] 최근 ‘절대남자’라는 방송 프로그램이 인기다. 이 프로그램은 일반인들을 대상으로 최고의 남성이 되기 위한 효율적인 신체 만들기 과정을 보여준다. 좋은 몸을 만들기 위해서는 식사조절은 기본이고 꾸준한 운동, 자세 바로잡기 등 많은 노력이 필요하다. 자동차도 마찬가지. 각 자동차사들은 효율적인 좋은 차 즉, 친환경 고효율 자동차를 생산하기 위해 혼신의 힘을 쏟고 있다. 잘 나가던 미국의 인기 자동차 브랜드들이 과거처럼의 힘을 쓰지 못하는 것도 이런 ‘친환경 고효율’ 면에서 밀리고 있기 때문이다.
현재 자동차업계에선 다운사이징, 차량 바디 및 서스펜션 등의 경량화, 두 개의 부품을 하나로 만들어 부피를 줄이는 기술력, 신소재를 적용해 유압식 등의 방식을 대체하는 방식, 타이어 마찰계수를 통한 연비저감 방법 등 다채로운 기술력들을 총동원하고 있다. 친환경과 연비개선을 위한 꾸준한 연구개발도 뜨겁다.
◆다운사이징 ‘심장을 줄여라’
연비개선과 동시에 고객들의 만족유지를 위해 자동차사들은 먼저 자동차의 다운사이징(엔진크기를 줄이면서 출력·연비는 높이는 것)을 꾀하고 있다. 엔진의 크기가 줄면 당연히 기름 소비는 줄어들고, 크기가 작아져도 이전의 성능이 발휘된다면 금상첨화다. 얼마나 뛰어난 기술력으로 같은 성능의 작은 엔진을 만들어 낼 수 있을까? 아니면 작은 엔진으로 얼마나 뛰어난 성능을 발휘할 수 있을까?
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| 지난달 선보인 bmw 뉴 3시리즈는 2.0L 디젤엔진을 장착, 공인연비 23km/l 로 엔진 다운사이징의 정석이라 불리운다. | ||
자동차의 엔진은 사람의 심장에 비유될 만큼 자동차의 중심에 해당한다. 다운사이징의 핵심은 엔진의 용량을 줄이고 기존의 성능을 유지하거나 더욱 발전시키는 것.
업계 전문가는 “수입차업계는 기존의 엔진, 용량과 성능, 파워에서 월등한 위치를 점하고 있었다”며 하지만 “고유가 시대, 친환경·고연비를 추구하는 시대의 변화를 누구보다 빠르게 인지하고 적응해 가고 있다”고 평가했다.
BMW는 이러한 다운사이징 기술을 기반으로 새로운 신차들을 선보이고 있는 좋은 예다. BMW에서 지난해 12월 출시한 BMW528i는 기존 6기통 3.0L 엔진을 트윈파워 터보기술을 장착한 신형 4기통 2.0L 엔진으로 다운사이징을 선보였다.
528i는 기존 모델과 같은 최고출력 245마력 연비는 기존보다 22% 향상된 13.3km/l를 기록했다. 이와 같은 기술력을 바탕으로 528i는 지난 1월 1412대를 판매하며 국내 실적 상승세의 주역으로 부상하기도 했다.
BMW의 상승세는 지난달 뉴3시리즈를 출시하며 더욱 빛을 발했다. 특히 320d 이피션트다이내믹스는 2.0L 디젤엔진을 장착하고, 공인연비는 무려 23km/l 하이브리드 수준을 실현했다.
뉴 3시리즈는 기존 모델 대비 전장이 93mm, 휠베이스는 50mm 늘어났는데 반해 4000rpm에서 184마력의 최고출력(ED는 163마력), 1750~2750rpm에서 38.8kg·m의 최대 토크를 발휘한다. 정지 상태에서 시속 100km까지 가속하는데 7.6초(ED는 8.1초)에 불과하며, 최고 시속은 230km(ED는 225km/h)를 발휘한다.
이를 위해 BMW만의 이피션트다이내믹스 기술의 적용과 오토 스타트-스톱 기능, △브레이크 에너지 재생 △전자식 파워 스티어링 휠 △지능형 경량 구조 △저항을 줄인 런플랫 타이어 등 혁신적인 기술들이 총동원 됐다.
◆차량 경량화, 고 중량은 곧 연비의 ‘적’
‘차량 경량화’는 각국의 차량 연비효율 규제 강화 등으로 당장 개선하지 않으면 수년 내 도태될 수밖에 없는 중요한 사안이 됐다. 자동차 연비개선과 직결되는 차량 경량화는 완성차들의 최대 과제 중 하나.
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| 현대모비스는 국내 부품협력업체들을 대동하고 미국 디트로이트에 위치한 크라이슬러 본사건물에서 개최한 기술전시회를 개최하기도 했다. | ||
이런 가운데 최근 현대모비스가 글로벌 시장에서 두각을 나타내고 있다. 현대모비스는 여러 가지 부품으로 구성된 모듈제품을 제작할 때, 설계 개선을 통해 부품 수를 줄이는 방식과 신소재를 적용해 중량을 감소시키는 방식 등을 진행하고 있다. 또한 자동차부품에 고장력강·마그네슘·알루미늄·플라스틱 등 강성은 높으면서 무게는 가벼운 재질을 적용해, 연비 절감 및 성능 향상에 효과적인 자동차부품 개발을 가속화하고 있다.
한발 더 나아가 환경 오염물질인 오일 대신 전자식 시스템을 사용하는 등 친환경 기술 연구에 박차를 가하며 탄소배출을 줄이는데도 적극 나서고 있다. 현대모비스는 현재 쏘나타와 K5 HEV모델에 장착되는 전기모터 및 배터리 패키지 어셈블리(BPA), 하이브리드 전력제어장치(HPCU) 등 핵심부품을 생산하고 있다. 이들은 하이브리드 자동차 전용부품 중 기능 기여도 부분에서 80% 이상을 차지할 만큼 핵심에 속한다.
현대모비스 관계자는 “HPCU, BPA 등은 하이브리드차 뿐만 아니라 ‘플러그인 하이브리드차’와 ‘연료전지차(FCEV)’등의 미래 친환경 자동차에도 적용할 수 있는 공용품”이라고 전했다.
이밖에도 현대모비스는 에어백 커버와 쿠션을 감싸고 있는 장치(마운팅 플레이트)의 소재를 스틸에서 플라스틱으로 변경하면서 중량을 55% 감소시켰으며, 부품 가짓수도 기존 보다 71%나 줄어드는 효과를 얻었다.
서스펜션이라 불리는 현가장치의 구성품인 컨트롤암, 너클 및 캐리어, 모듈 브라켓 등의 부품들도 기존에는 안전과 내구성을 위해 모두 철(steel)로 구성되어 있었지만, 현대모비스는 동일한 내구성을 구현하는 알루미늄 소재로 전격 교체하면서 기존 무게보다 30% 경량화 시켜 15kg 이상 무게를 줄이는데 성공했다.
◆친환경 타이어, 연비 ‘6.68%’ 개선
타이어 업계에도 친환경에 연비 효율에 대한 대책마련이 한창이다. 올해 12월부터 타이어 시장에서 의무 시행될 예정인 타이어 에너지소비효율 등급제(라벨링제도) 때문이다. 친환경타이어는 타이어와 노면의 마찰계수 등을 효율적으로 운용해 환경은 물론 자동차의 연비개선에도 도움을 주는 효율적인 측면을 내포하고 있다.
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| 금호타이어는 국내 처음으로 에너지소비효율 1등급을 획득한 에코윙을 출시하며, 친환경 연비개선의 선두를 달리고 있다. | ||
이에 국내 최초로 금호타이어는 에너지소비효율 1등급(회전저항 기준) 인증 제품인 ‘에코윙-S(ecowing-S)’를 업계 최초로 선보였다. 에코윙-S는 에너지관리공단으로부터 인증 받은 에너지소비효율 1등급(회전저항 기준) 제품이며, 연비 효율성과 젖은 노면의 안정성 등 고효율 타이어로서 기준이 되는 경제성과 안정성을 동시에 만족시킨다.
특히 에너지 손실을 최소화하는 타이어 구조 설계기술을 통해 에너지관리공단에서 실시한 인증 테스트에서 최고 등급인 1등급(회전저항 기준), 젖은 노면 제동거리는 3등급을 획득해 최적의 차량 조정 안정성과 경제성이라는 두 가지 조건을 만족시켰다.
환경부 산하 국립 환경과학원 교통환경연구소에서 실시한 에코윙-S 연비테스트에서 자사 일반 제품 대비 회전저항이 1.7배 가까이 향상돼 연비가 6.68% 개선되는 것으로 확인됐다. 자사의 두 제품을 상대 비교해서 구해진 효과임을 감안해도 이미 에코윙-S는 타이어 효율등급을 정하는 회전저항(RR)값에서 탁월한 성능을 입증한 바 있다.
전문가들에 따르면, 친환경 타이어 연비가 회전 저항 등으로 인해 연비가 향상되는 것은 사실이지만 여러 가지 상황에서 많은 연구를 통해 안전성과 내구성 등을 더욱 보완하면 연비개선과 환경에 대한 최적의 조건이 된다.
금호타이어 관계자는 “에코윙-S의 출시를 계기로 타이어 연비 효율성과 젖은 노면의 안정성 등 고효율 타이어를 기준으로 소비자 구매 패턴이 변화될 것”이라며 “향후 제품군을 다양화하고 꾸준한 연구개발을 통해 소비자의 선택폭을 넓혀, 친환경 타이어 개발의 선도기업으로 친환경 시장 확대에 적극 동참할 것”이라고 전했다.
