마쓰다가 만든 클린 휘발유 엔진
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마쓰다가 만든 클린 휘발유 엔진
  • 제임스 앳우드(James Attwood)
  • 승인 2017.10.23 17:17
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신형 스카이액티브-X 기술은 휘발유 엔진의 연비를 디젤 수준으로 끌어올렸다. 2019년 시장에 나온다

마쓰다는 대형 메이커로는 처음으로 압축점화 휘발유 엔진을 시장에 내놓는다. 게다가 그 엔진은 순수 전기차보다 더 깨끗하다고 한다. 

일본 메이커 마쓰다는 대다수 메이커와는 다른 길을 가고 있다. 자동차계는 보다 청정한 차를 만들기 위해 하이브리드와 순수전기차를 개량하는 데 초점을 맞추고 있다. 그러나 마쓰다는 의도적으로 다른 길을 가는 게 아니라고 주장했다. 

“우리는 일부러 달라지려고 노력한 적이 없다.” 마쓰다의 제품전략 총책 쿠도 히데토시가 <오토카>에 말했다. “우리는 옳은 길을 가려고 할 뿐이다. 그래서 달라진 것이다. 한데 의도적으로 그러지는 않았다.”

마쓰다는 나름대로의 철학에 따라 방향을 잡았다. 수많은 라이벌보다 훨씬 작은 기업이 받아들일 수밖에 없는 철학이었다. 투입할 수 있는 자원이 제한돼 R&D 활동의 초점을 예리하게 다듬어야 했다. 

2005년 첫발을 내디뎠다. 그때 마쓰다는 이상적 연소를 위한 로드맵을 밝혔다. 가장 효율적인 휘발유와 디젤 엔진을 7개 영역으로 나눠 개발하기로 했다. 

 

후지와라 키요시: “우리는 올바른 일을 하고자 할 따름이다”

마쓰다의 R&D 총책 후지와라 키요시가 <오토카>에 말했다. “우리는 단계적으로 이 목표를 향해 기술을 개발했다. 단 한번도 곁눈질하지 않았다. 우리보다 큰 메이커는 인력이 풍부해 다양한 작업을 동시에 할 수 있다. 그러나 우리는 오직 한 목표를 겨냥했고, 그 방향으로 나가기로 했다.”

다음 단계는 마쓰다의 스카이액티브-G 휘발유와 스카이액티브-D 디젤이었다. 뒤이어 마쓰다는 오토 사이클의 열효율 개선에 초점을 맞췄다. 이로써 성능을 훼손하지 않고 연비와 배기를 개선할 수 있었다. 여기서 압축점화 기술이 나왔다. 

HCCI(동질적 기화연료 압축점화)는 기화연료를 연소할 때까지 압축하는 것을 말한다. 디젤 엔진의 기본이었으나 오랫동안 휘발유 엔진에는 쓸 수 없었다. 연료의 성질이 서로 다르기 때문이다. 휘발유 HCCI는 제한된 엔진 회전대에서만 작동한다는 데 문제가 있다. 이상적 해법은 압축점화와 스파크 점화를 결합할 수 있는 휘발유 엔진이었다. 그러면 훨씬 폭넓은 회전대에 쓸 수 있다. 

쿠도에 따르면 압축점화 휘발유 엔진은 기술자들의 ‘꿈’이다. 그 꿈을 이루기 위해 마쓰다는 평소의 개발 사이클을 연장하기로 했다. 

“과거에는 한가지 기술을 개발하는데 2년이 걸렸다.” 쿠도가 말을 이었다. “한데 스카이액티브-X의 경우 5년이 걸렸다. 한층 높은 목표를 달성하기 위해 그만한 시간이 필요했다는 말이다.”

2019년 스카이액티브-X 엔진은 스카이액티브 플랫폼과 함께 생산에 들어간다. 그로부터 5년 안에 마쓰다는 새 엔진과 플랫폼으로 라인업을 모두 갈아치운다. 

아직 마쓰다는 구체적인 목표를 세우지 않았지만 1.5L 스카이액티브-D 엔진으로 마쓰다 2의 배기와 연비를 개선하기로 했다. 아울러 2.0L 스카이액티브-G 휘발유 엔진으로 MX-5의 성능을 높이기로 한 것만은 밝혀졌다.

 

휘발유 엔진은 압축점화와 스파크 점화를 다같이 쓴다

비록 마쓰다는 재래식 엔진 개량작업을 계속하지만 전기차 개발을 외면하지 않았다. 2019년에는 마일드 하이브리드와 배터리 전기차를 내놓는다. 그리고 2035년까지는 시장에 나오는 모든 마쓰다가 전기차의 요소를 받아들인다. 최근 토요타와의 기술제휴로 전기차 개발을 서두르고 있다.

여기서도 다시 차이가 드러난다. 마쓰다는 뛰어난 CO₂배출량에 초점을 맞춘다. 그에 따라 동력생산방식이 달라진다. 때문에 청정한 전기차가 되려면 깨끗한 동력원에서 에너지가 나와야 한다. 

“우리는 전기화를 거부하지 않는다.” 후지와라의 말. “재래식 엔진의 CO₂를 줄이면 하이브리드의 부담을 그만큼 주일 수 있다.” 마쓰다 라인업의 정확한 전기화 수준은 동력원과 관련 법규에 따라 나라마다 달라진다.

휘발유 엔진의 CO₂를 줄이고 연비를 개선하려면 보다 작은 전기 하이브리드가 필요하다. 그러면 하이브리드의 패키지 부담을 줄일 수 있기 때문이다. 

쿠도의 말을 들어보자. “대체로 매스컴은 A냐 B냐, 재래식 엔진이냐 전기냐를 따지기를 좋아한다. 한마디로 패러다임을 확 바꾸기를 바란다. 하지만 그런 변화는 결코 일어나지 않는다고 역사는 증명할 것이다. 실제로는 점진적 변화가 일어날 뿐이다. 오늘날처럼 재래식 엔진을 개선하는 길이 가장 중요하다고 믿는다.”

 

스카이액티브-X의 운전성능은 어떤가?

앳우드는 스카이액티브-X의 수동형과 자동형을 다같이 몰아봤다

마쓰다에 따르면 스카이액티브-X 엔진은 디젤의 연비와 토크를 휘발유의 성능과 아우른다. 개발중인 엔진의 초기 시험을 통해 디젤과 휘발유의 성질이 결합됐다는 것이 밝혀졌다. 

우리는 개발중인 수동과 자동 버전을 몰아봤다. 2.0L 스카이액티브-X 엔진과 신형 플랫폼을 현행 마쓰다 3에 탑재한 차였다. 엔진은 일본에서 갓 들어왔고, 성능 데이터는 밝혀지지 않았다. 속도는 시속 160km로 제한했다. 

저속에서 신형 엔진은 사운드와 반응이 디젤과 같았다. 아직도 개발중이어서 이따금 거칠었다. 그러나 일단 속도를 올리자 휘발유 엔진답게 한층 매끈하고 조용했다. 아울러 토크가 뚜렷했다. 심지어 6단에서도 상당히 낮은 속도에서 가속할 수 있었다. 자동 버전은 수동형보다 눈에 띄게 매끈했고 반응이 뛰어났다.

시승한 뒤에 마쓰다는 컴퓨터 시뮬레이션을 이용해 나의 프로토타입 운전스타일을 살폈다. 레귤러 마쓰다 3과 연비를 비교하기 위해서였다. 그에 따르면 연비는 14% 개선됐다. 우리는 그 숫자를 확인할 방법이 없었다. 하지만 그게 사실이라면 신기술의 잠재력은 상당했다. 

 

마쓰다의 기술개발 시간표

2019년 

 스카이액티브-X 엔진
 최초의 마일드 하이브리드
 첫 전기차

 신형 스카이액티브 보디 플랫폼
 코도 2 스타일

 

2020년

 스카이액티브-D 제2세대 엔진
 코파일럿 자율운전기술 시험

 

2021년 

 플러그인 하이브리드

 


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