숨겨진 기술들이 온다
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숨겨진 기술들이 온다
  • 존 시미스터
  • 승인 2013.12.09 11:22
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오늘날 운전자들이 자동차 내부에 기울이는 관심은 그 어느 때보다도 적다. 그것은 오늘날의 자동차 기술이 그만큼 효율적이기 때문에 우리의 관심을 필요로 하지 않기 때문이기도 하고, 우리가 이해하기에는 너무 정교하기 때문이기도 하다. 규제가 점점 더 심해짐에 따라 이런 신기술들은 자동차 배출량을 줄이는데 적합하도록 디자인되고 있다.

신기술들은 디젤 미립자 필터와 촉매가 결합된 직접적인 형태로 나타날 수도, 혹은 엔진 소음에 특정 음을 결합시키는 간접적인 형태로 나타날 수도 있다. 이 두 가지는 사실 자동차 부품 공급업체로 유명한 테네코(Tenneco)사의 기술들이다. 프랑크푸르트모터쇼에서 재규어 랜드로버와 현대의 엔지니어는 방문객들에 둘러싸인 채 자사의 스탠드 아래에서 깊은 논의에 빠져 있었다. 그 자리에는 GKN 드라이브라인의 레인지로버 이보크를 위한 CO₂ 절감용 새 트랜스미션도 있었다.

테네코 사의 밸브, 콜벳을 노래하게 하다
배기 파이프용 가변 플랩밸브는 테네코사의 새로운 아이템들 중 하나이다. 소음장치에서부터 배기가스 재순환 컨트롤에까지 다양하게 사용되는 이 부품은 실린더 비활성화와 함께 배기음을 부드럽게 해주는 역할을 한다. 여기에는 내열 자동 윤활 세라믹 베어링과 열 보호 모터가 사용된다.

이 부품이 처음 적용된 모델은 최신형 쉐보레 콜벳이다. 네 개의 테일파이프 중 두 개에 이 밸브가 사용되어 더 큰 동력이 필요할 때는 ‘특징적인 소리’를 내도록 되어 있다. 또 다른 밸브는 두 개의 후방 소음장치에 사용되어 V8엔진의 경부하 작용에 의해 비활성화된 실린더 줄 쪽을 차단해 소음을 줄여준다.

꽤 훌륭한 서스펜션
우리는 맥라렌 12C의 놀라운 승차감과 뛰어난 안티롤 시스템에 감명받아왔다. 안티롤 바를 사용하지 않은 유압식 시스템은 울퉁불퉁한 직선도로에서도 안티롤 바에 의한 승차감 감소를 겪지 않을 수 있다. 테네코사가 만든 Kinetic H2CES 시스템은 지속 가변 반자동(CVSA2)이라 불리는 댐퍼 시스템의 일부로 그 출발점이라 할 수 있다.

이것은 전형적인 가변 댐퍼로 스웨덴의 서스펜션 전문회사 올린즈 레이싱사가 개발한 내부 밸브가 사용되어 외부 밸브를 사용할 때보다 감쇠력에 폭넓은 변화를 줄 수 있다. 기본 유닛에 압력 시스템이 더해질 수도 있는데, 축압기와 유압식 상호연결 라인으로 하나의 Kinetic H2CES가 완성된다.

그 최신 버전은 풀-액티브 방식의 능동제어 자동차(ACOCAR) 시스템으로 스프링 대신에 펌프와 유압제어방식을 사용하여 서스펜션이 압축되기 직전의 롤과 상하로 요동치는 현상을 방지한다. 이 아이디어는 마치 자동차 회사를 위한 백화점 같다. 기본 구조에 입맛에 맞는 서스펜션을 골라 달면 되는 것이다.

“전자 제어 서스펜션은 그리 주목을 받고 있지 못하다”고 산드로 파파렐리, 승차감 제어 부사장은 말했다. “소비자는 이 부분을 잘 이해하지 못한다. 우리는 그냥 아이들이 멀미를 하지 않는다고 설명한다”

배기 시스템을 위한 오토튠
“터보차저 엔진이 늘어날수록 따분한 소리를 내는 엔진들이 많아지고 있다” 닥터 볼프강 로이터, 유럽 테네코 배출 엔지니어링 부사장의 말이다. 생동감 있는 소리를 더하기 위한 노력은 다이어프램을 캐빈 쪽으로 진동시키는 것부터 유도관, 합성음을 스테레오 시스템을 통해 내보내는 것까지 다양한 부분에 녹아 있다. 하지만 테네코사의 새로운 아이템은 테일 파이프 끝에서 그 모든 것을 한번에 해결해준다.

배기관 옆에 위치한 테일 파이프는 배기시스템이 아닌, 확성기가 달린 공간과 연결된다. “소리는 엔진의 속도와 부하에 가장 알맞은 사운드를 찾아내는 디지털 신호 프로세서에서 나온다”고 로이터는 설명했다. “거기에 배기관에서 나오는 진짜 배기음이 더해지면 듣기 좋고, 실제적인 배기음이 탄생한다”

정말 그렇다. 평범한 4기통 터보디젤 엔진도 직렬 6기통, 혹은 V8의 배기음을, 아니, 소음 규제에 어긋나지 않는 한도에서 제조사가 원하는 어떤 엔진의 소리라도 가질 수 있다. “몇 군데 제조사가 시험 중에 있다” 로이터의 설명이 이어졌다. “하지만 어느 회사라고 언급할 수는 없다. 그냥 독일과 영국의 회사라고만 하겠다”

자유 에너지와 올인원 패키지
프랑크푸르트에서 우리는 두 가지 혁신적인 기술을 더 발견했다. 바로 테네코 사의 소형 믹싱존과 폐열 회수 시스템이다. 오늘날 디젤 엔진은 대부분 미립자 필터를 가지고 있는데 그 앞엔 산화촉매(필요할 때 필터를 재생할 만큼의 열을 가진)가 위치하고, 그 뒤엔 질소산화물 처리를 위한 저감촉매가 분리되어 위치한다.

질소산화물 처리는 소량의 질소를 주입하여 이루어지지만, 이 모든 장치를 하나로 만드는 것은 매우 어렵다. 그 해결책인 새로운 올인원 유닛은 저감촉매로 코팅된 미립자 필터 안으로 배기가스와 동일하게 배합된 질소를 거의 직접 분사하는 방식을 가지고 있다. “이것은 작은 화학 공장이다” 닥터 로이터의 설명이다.

또 다른 배기관 애드온은 열전기 발전기이다. 이 배기관 주변을 둘러싸는 슬리브의 외부에는 엔진 냉각수가 순환한다. 고열의 파이프와 냉각수 사이에는 열전기 물질로 채워진 카트리지가 있어 온도 차이가 발생하면 전기를 생성하게 된다. 이는 사실상 자동차 전기시스템에 흡수가 가능한 자유에너지라고 할 수 있다.

이보크의 연비를 줄여줄 GKN의 신기술
2014년형 네바퀴굴림 버전 레인지로버 이보크의 연비를 11.4% 줄이는 것이 가능하다. 새로운 GKN 드라이브라인 시스템 덕분이다. 이 시스템은 시속 35km 이상으로 정속주행 시에 뒷바퀴로 동력을 전달하는 모든 드라이브라인 부품을 자동으로 분리하고, 센서가 필요를 감지하면 0.3초 안에 다시 결합해준다.

지금까지는 필요하지 않을 때도 모든 부품이 돌아야만 했고, 그로 인해 에너지가 낭비될 수밖에 없었다. 새로운 GKN 전력 차단 유닛은 기어박스 위에 위치해 뒷바퀴에 전력을 보내주고, 습식 클러치는 구동장치를 분리하거나 연결해준다. 브레이크는 분리된 프로펠러 샤프트를 감속시키고, 동기장치는 부드러운 재결합을 도와준다.

후미에 위치한 GKN 트위스터는 각 드라이브샤프트에 클러치를 사용해 프로펠러 샤프트의 끝부분을 분리한다. 이 클러치들은 전자식 액티브 디퍼렌셜로도 작용하며, 한쪽을 더 미끄러트리는 방법으로 토크벡터링 시스템의 역할도 한다. 시스템 전체가 앞바퀴와 뒷바퀴 사이의 토크 배분을 자유롭게 할 수 있도록 되어 있다.


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