최근 자동차의 기술적 흐름에는, 운전을 좋아하는 사람들이 화끈하게 받아들일 수 있는 것으로만 가득하지는 않다. 나는 우리 같은 사람들 대부분이 기회만 주어지면 스타트-스톱 스타터 제너레이터와 전동 파워 스티어링을 당장 걷어치워버리고 싶어 한다고 생각한다. 그러나 엔진의 다운사이즈 경향이 혜성같이 떠오르면서, 터보차저 3기통 휘발유 엔진이 전폭적인 찬사를 받고 있다. 이런 식의 혁신적 효율 향상 기술이라면 우리 모두가 지지할 만하다.

지난 3년 동안 이런 엔진들은 유럽에서 다른 모든 종류의 파워트레인보다 더 빠르게 모델 라인업 전반으로 퍼졌다. 이른 아침 햇빛을 받으며, 에섹스 주에 있는 브렌트우드 근교의 주차장에서 앤드류 프레이저(Andrew Fraser)로부터 그 이유를 들었다.

프레이저는 포드의 던튼(Dunton) 기술센터에서 파워트레인 개발 관리자로 일하고 있으며 2012년에 등장해 이 모든 흐름의 시발점이 된 1.0L 에코부스트(EcoBoost) 엔진을 개발한 핵심 인물 중 하나다. 그는 이렇게 이야기한다. “다운사이징은 단순히 무게나 배기량만 중요하지는 않습니다. 회전균형, 열효율, 공간 효율, 터보차저의 과급 적합성의 조화에 더 많은 노력을 기울여야 하죠” 그가 엔지니어인 탓에 보안에 신경을 써야 하는 이야기가 계속되었다.
 

“3기통 엔진은 4기통 엔진보다 2차 진동이 훨씬 적어서, 어떤 경우에는 밸런스 샤프트를 전혀 쓰지 않고도 뛰어난 특성을 보여줄 뿐 아니라 4기통 엔진보다 짧은 커넥팅 로드를 사용할 수 있기 때문에 좁은 공간에도 넣을 수 있습니다. 똑같이 배기량이 줄어든 엔진에 실린더 수가 적으면 열의 형태로 손실되는 에너지를 줄일 수 있고, 크랭크샤프트가 회전할 때마다 생기는 배기 맥동이 더 적기 때문에 터보로 과급하는 것과 냉각도 더 쉬워집니다. 결국 몇 가지 영역에서 효율이 높아질 수 있죠. 우리만 그런 사실을 깨달은 게 아니라서, 저는 전혀 놀라지 않았습니다.”

프레이저와 나는 그런 이론이 실제로 구현된 증거로, 서로 다른 다섯 자동차 회사가 내놓은 다섯 대의 새 차를 보고 있다. 이들 모두는 지난 3년 사이에 선보인 신세대 3기통 터보 엔진을 얹었다. 이들 가운데 배기량이 가장 작은 쪽에 속하는 것은 트윙고의 차체 뒤쪽에 얌전히 둥지를 틀고 있는 르노의 898cc 3기통 터보 엔진이다. 가장 큰 것은 BMW의 1,499cc 엔진으로, 함께 모인 차들 가운데 가장 크고 무거운 BMW 218i 액티브 투어러 MPV의 동력원이다.

가장 최근에 나온 엔진은 신형 복스홀 코르사에 담겨 있는 GM의 SGE 999cc 3기통이다. 한편에는 푸조 시트로엥의 1,199cc 퓨어텍(Puretech) 3기통 엔진이 푸조 308 SW의 앞부분에 실려 있다.
 

마지막으로, 이 모든 일들이 시작된 엔진이 있다. 최근 국제 올해의 엔진(International Engine of the Year) 상을 3년 연속으로 받은 포드 1.0L 에코부스트 엔진은 자신의 영역을 지키기 위해 최근 페이스리프트한 포커스에 담겨 전선에 나섰다. 우리는 더 다양한 차를 다루고 싶어서 1.0L 엔진을 얹은 몬데오를 원했지만 아직 차가 나오지 않았다. 프레이저는 오리지널 몬데오가 처음 나온 20년 전만 해도 1.5톤짜리 승용차에 쓰려고 1.0L 엔진을 제안했다면 기술자에게 미쳤냐는 소리를 들었을 것이라는 사실을 상기시켰다.

그러면 이제 화제를 바꿔, 이 자리에 모인 엔진만 집중적으로 자세히 살펴보자. 최고출력은 90마력에서 136마력, 최대토크는 13.8kg·m에서 23.5kg·m, CO₂ 배출량은 99g/km에서 115g/km로 분포하지만 이는 단순한 수치에 불과하다. 우리는 이틀에 걸쳐 포드의 던튼 기술센터(에코부스트 엔진이 설계된 곳)를 출발해 버밍엄 근교에 있는 BMW의 햄스 홀 공장(BMW 엔진이 생산되는 곳)에서 마무리되는 약 800km 거리를 실제로 달려보면서 시험을 하게 되었다. 시승 구간은 우리가 즐겨 찾는 웨일즈 지방 북부의 도로가 상당한 부분을 차지한다.

시승이 모두 끝나면 우리는 어느 자동차 회사가 가장 뛰어난 신세대 3기통 엔진을 만드는지 알게 될 것이다. 구체적으로는 어느 메이커가 기술적 기준을 세우고 있는지, 어느 3기통 휘발유 엔진이 가장 설득력 있는 특성을 지녔으며 어떤 방식으로 소비자를 설득하는지 확인할 수 있을 것이다.
 

■ 성능
성능의 질을 검증하는 것이 시승을 시작하기에 가장 알맞은 분야라는 생각이 들었다. 북쪽을 향해 뻗어 있는 M1 고속도로는 몇몇 차선이 이례적으로 비어 있어 뛰어난 주행특성은 물론 이 엔진들의 반응과 작동 범위를 확인하기에 알맞다.

이번 평가는 각각의 엔진이 올라간 차에 엔진회전계가 없으면 절대로 쉽게 진행될 수 없다. 트윙고가 바로 그런 차다. 나는 엔진회전계를 좋아한다. 만약 새로 산 차가 정확히 어느 회전 영역에서 최고출력을 내는지, 토크 곡선이 얼마나 두툼한지, 어느 회전수에서 기어를 변속해야 하는지를 정확하게 알고 싶어 하는 유형의 운전자라면 나와 같은 생각일 것이다.
 

나아가, 그런 사람들은 엔진에 애착을 느끼고 매순간마다 엔진이 전달하는 성능을 중요하게 여기기 때문에 3기통 터보 엔진의 매력에 빠질 가능성이 높다고 본다. 우주공학까지 들먹일 필요도 없다. 그냥 르노가 엔진회전계만 달아주면 좋겠다. 괜찮고 정확하면서 평범한 것이면 충분하다. 다만 숫자가 역방향으로 표시되고 계기판의 엉뚱한 곳에 놓이지만 않으면 된다. 푸조 308에 있는 것처럼 말이다.

특히 3기통 터보 엔진에서는 터보차저가 달려 있더라도 고회전을 쓰기에 알맞게 만들어졌다는 느낌이 들기 때문에 엔진회전계가 필요하다. 동급 4기통 엔진과 비교하면, 이 자리에 나온 차들에 쓰인 엔진들은 모두 굼뜨다는 느낌이 들지 않고 비교적 자연스럽게 한계까지 회전수를 높인다.
 

뛰어난 회전 질감은 짧고 튼튼하며 균형이 잘 맞춰진 크랭크샤프트에서 비롯된다. 4기통 엔진은 2,500rpm과 4,000rpm에서 2차 진동이 뚜렷하게 나타나는데, 3기통 엔진은 커넥팅로드를 기울이고 피스톤 작동 속도를 달리함으로써 내재된 정교함 관련 문제점들을 숨기기가 더 수월하다. 또한, 엔진회전수가 빨라질수록 3기통 엔진 쪽의 회전 질감이 더 뛰어나다.

그러나 그들 가운데에서도 다른 엔진보다 나은 것들이 있다. 예를 들자면, 트윙고의 엔진은 이번에 모은 엔진들 가운데 가장 잠재력이 낮고 활기가 부족하다는 것은 금세 뚜렷하게 드러난다. 엔진 회전을 자유롭게 조절할 수 있기는 하지만, 트윙고의 액셀러레이터를 밟았을 때 2,500rpm쯤에서 갑자기 토크가 급격히 커지는 것은 이 엔진에서 가장 골치 아픈 부분이다. 높은 회전수로 올라가는 과정은 여기 모인 엔진들 중 뛰어난 것들만큼 매끄럽지 않고, 최고출력을 내는 5,500rpm에서 멀어지면 액셀러레이터를 밟는 만큼 충분한 반응을 보여주지 않는다.
 

코르사의 1.0L 3기통 엔진은 즉각적으로 토크가 나오는 영역이 저회전과 중간회전에 집중되고 전반적인 영역에 고르게 이어지지 않는다는 점에서 르노와 비슷하다. 그리고 그런 점이 우리 같은 사람들에게는 조금 실망스럽다. 그런 특성은 어느 정도 예견되었다. 주행특성에 있어 복스홀은 토크가 최고라는 새 철학을 가지고 있다. 복스홀은 실제 운전자들은 자신의 차로 힘차게 달리기 위해 5,000rpm에 이를 때까지 기다리고 싶어 하지 않는다고 이야기한다. 액셀러레이터 페달을 밟자마자 느낄 수 있는 성능을 원한다는 것이다.

어느 정도는 우리도 동의한다. 그러나 우리는 고회전 영역에서의 유연성도 원한다. 우리는 모든 영역에서 고르게 동력이 전달되는 것이 좋고, 경쟁차들의 엔진 가운데에서는 그런 것들이 있다. 코르사의 ‘소형 휘발유 엔진’(Small Gasoline Engine)이 세련된 것은 분명하고, 따로 떼어놓고 보면 생기가 있고 주행 중에는 고회전에서 잠재력이 충분하다. 그러나 이 엔진은 가장 뛰어난 능력을 5,000rpm에서 한번 보여준 뒤 맥이 빠진다.

코르사는 중간회전 영역에서 토크가 강력하다는 느낌이 뚜렷하고 2,000rpm 이전부터 활용할 수 있다. 또한 그런 점은 복스홀의 기술자들이 세운 목표와 맞아 떨어질 것이다. 여기 모인 다른 차들도 마찬가지지만, 코르사는 오르막길을 정말 힘차게 달리고 낮은 엔진회전수에서도 그렇게 가속한다. 그러나 동력이 전달되는 느낌은 마치 액셀러레이터를 밟는 것보다 약간 덜 가속되는 것처럼 둔하게 느껴질 수 있다.
 

반응이라는 관점에서 살펴보면 푸조의 1.2 e-THP 퓨어텍 엔진에 관심이 쏠리게 된다. 우리가 좋아해 온 이 엔진은 우리가 접했던 거의 모든 차에서 높은 평가를 받았고, 이번에 모인 차들에 쓰인 엔진들 가운데에서도 좋게 느꼈다. 엔진회전수는 6,200rpm에서 제한되지만, 실질적인 성능이 뛰어나고 개성이 있으면서 회전한계까지 정확하게 회전수를 높이는 매력적인 엔진이다.

그러나 이들 가운데 최상인 차들과 비교하면 페달 반응이 약간 무디다. 우리는 액셀러레이터 반응을 최대한 정확하게 평가할 수 있도록 수동변속기 모델을 선택했고, 푸조 변속기의 특성은 일반적인 기준에서 살짝 벗어난다. 더 심각한 문제는 고회전보다 저회전에서 드러나는데, 스포트 모드를 선택하면 ECU 세팅이 달라져서 상쇄할 수 있다. 그러나 그 정도면 괜찮은 편이다. 페달 위치와 엔진 반응 사이에 생기는 순간적인 지연현상은 그냥 넘어갈 수 없다.
 

그런 비난은 포드의 1.0L 에코부스트나 BMW의 1.5L 엔진에는 해당하지 않는다. 성능의 질적인 면에서 보면, 이 두 엔진은 다른 것들과는 한 차원 더 높은 수준이다. 모든 영역에서 고르게 나오는 포드 엔진의 에너지와 유연성은 모든 엔진 가운데에서 보석처럼 돋보인다. 한편, BMW의 엔진에는 놀라운 기술적 정교함과 세련미를 갖춘 포드 엔진의 열정이 거의 대부분 포함되어 있다.

막 고속도로를 달려와 여정의 첫 번째 구간을 마무리한 지금 시점을 기준으로 이야기하자면, 포드 엔진은 여러분의 얼굴에 커다란 미소를 짓게 하기에 충분하다. 그다음으로는 BMW와 푸조 엔진이 작은 차이를 두고 뒤를 따른다.
 

■ 경제성
다음 단계는 실제 주행연비 측정이다. 포드의 에코부스트 엔진뿐 아니라 지난 5년 남짓한 시간 동안 등장한 모든 다운사이즈 휘발유 엔진은 이 부분에 관해 비난을 받았다. 소형차와 중형차에 쓰인 디젤 엔진은 17.7km/L 이상의 연비를 어렵지 않게 내지만, 작은 휘발유 엔진은 그 수준에 이르려면 더 큰 부담을 짊어져야 한다.

상식적인 선에서는 그렇다. 실제로는 이들 가운데 어떤 차를 몰고 길을 나서더라도 탄력을 잘 받는 구간을 잘 활용하고 엔진 상태에 주의를 기울이면 - 그리고 지나치게 느린 속도로 달리지 않으면서 필요한 속도로만 꾸준히 달린다면 - 17.7km/L 이상의 연비를 얻어낼 수 있다. 모든 차가 다 그렇다. 그래서 우리는 그런 형태의 주행 방식을 반영할 수 있도록 더 다양한 방법으로 시험을 해야 했다. 현실적인 이유 때문에 우리는 대개 정확도가 95% 정도에 그치는 트립 컴퓨터로 기록한 연비도 정리했다.

또한, 연비는 차의 무게와 공기역학적 효율에 의해서도 크게 좌우되기 때문에, 우리는 여기 모인 차들에 쓰인 엔진의 순수한 잠재력을 철저하게 과학적인 방식으로도, 완전히 똑같은 방식으로도 측정하지 않았다.
 

이때까지 네 차의 엔진은 똑같이 720km 거리를 똑같은 조건에서 대부분 같은 속도로 달렸다. 작은 차들이 가장 연비가 좋게 나와서 차 무게가 중요하다는 것을 입증했다. 트윙고는 15.2km/L를 기록해 15.0km/L가 나온 코르사를 근소한 차이로 제치고 가장 좋은 기록을 냈다. 그리고 포드(13.0km/L), BMW(12.9km/L), 푸조(12.7km/L) 순으로 뒤를 이었다. 평일에 매일같이 출퇴근에 사용한다고 하면, 트윙고와 코르사는 쉽게 17.7km/L 이상의 연비를 낼 수 있고 나머지 세 차들도 모두 15.9km/L는 넘길 것이다.

무게와 공기역학 특성을 감점 요인으로 그와 같은 연비에 적용하면 두 종류의 엔진의 뛰어난 점이 특히 돋보인다. 가장 최근에 나온 BMW 엔진은 기통당 500cc라는 이상적인 배기량을 유지했다. 그런 설계는 특정한 부분에서는 긍정적 영향이 뚜렷하게 드러난다. 특히 218i처럼 무게가 1,400kg에 이르는 차가 더 가볍고 낮으면서 배기량이 작은 포드에 견줄 수 있는 연비를 나타낸다는 점이 매우 인상적이다.

복스홀 역시 1.0L SGE 엔진으로 경제성이 돋보이는 엔진을 만들었다는 점에서 주목을 받을 만하다. 고회전에서 대단히 뛰어난 출력을 내지는 않지만 고출력을 내려면 일반적으로 그만큼 많은 연료를 소비해야 한다. 그래서 회전 한계까지 밀어 붙여야 하는 포드나 푸조에서는 그처럼 뛰어난 연비를 얻을 수 없다.
 

■ 세련미
기계적인 부분에 관한 이야기를 통해 우리는 3기통 엔진이 4기통보다 더 세련될 것이라고 짐작하게 되었지만, 실제 주행을 그대로 반영하는 것은 아니다. 3기통 엔진에서 2차 진동이 덜 두드러지게 드러나는 경향이 있다는 프레이저의 지적은 적절했다. 그러나 그는 세련된 엔진이라면 조용하고 부드럽게 작동하는 것을 뛰어넘어 전체적으로 더 많은 노력을 기울여야 한다고 말했다.

예를 들어, 공회전 때 세련되게 작동하는 3기통 엔진을 만드는 것은 엔지니어들에게 골치 아픈 문제다. 점화가 ‘1-3-2’기통 순서로 이루어지기 때문에 엔진이 마운트를 기준으로 가로 방향으로 흔들리는 것을 피할 수 없다. 따라서 그런 상태를 내버려두면 앞 서스펜션 스프링에 수직방향으로 충격이 전달되어 차 앞쪽이 흔들릴 수 있다. 스톱-스타트 시스템이 쓰인 요즘 엔진에서는 공회전이 거칠어도 그리 중요한 문제로 여겨지지 않을 수 있지만, 시동이 걸릴 때와 꺼질 때 똑같은 현상이 발생하면 엔진 때문에 차체가 뒤틀리듯 진동할 수도 있다.

이 문제를 해결하기 위해 포드는 역방향으로 회전하는 플라이휠과 엔진 양쪽에 풀리 구동 휠을 달아 비틀림을 상쇄했다. 복스홀과 다른 회사들은 밸런서 샤프트를 달았다. 두 가지 해결책은 효과가 뛰어나다. 일반적인 기준으로 보면 여기 모인 엔진 가운데 세련되지 않은 것은 없다. 그러나 이들 가운데에는 근소한 차이로 BMW의 엔진이 가장 조용하고 부드럽다.
 

추월할 때나 코너에 들어서기 전에 속도를 줄였을 때를 제외하면, BMW 액티브 투어러에서는 주행거리가 길어질수록 엔진회전수가 5,000rpm까지 올라가고 여전히 3단 기어로 달리고 있다는 사실을 잊어버리게 된다. BMW의 1.5L 엔진은 그 정도로 부드럽고 강력하면서 차분하다. 높은 출력과 토크를 얻기 위해 배기량을 키우고 터보차저의 과급압을 줄임으로써 뛰어난 세련미를 얻을 수 있었다. 수동변속기 역시 회전수 맞춤 기능이 있어 아랫단으로 내리기가 무척 쉽고, 그 덕분에 가장 차분하고 편안한 파워트레인을 만드는 데 일조한다.

포드 에코부스트 엔진은 가장 조용하지는 않아도, 의도적으로 그렇게 만들어지지는 않았다는 것을 알 수 있다. 코르사에 쓰인 1.0L 엔진의 매끄러운 고회전 특성은 다른 차들이 부러워할 만하고, 공회전과 저회전 때에는 조용하고 편안하지만 회전수를 높이면 부드러운 측면이 조금 약해진다.

차분함이 돋보이는 또 하나의 차는 트윙고로, 저회전에서는 약간 거칠고 짜증을 내며 회전수를 올리면 공명이 생긴다. 푸조도 마찬가지다. 308은 모인 차들 가운데 유일하게 자동 스톱-스타트 기능이 작동할 때 앞서 이야기한 진동 문제가 나타난다. 2,500rpm 이하에서는 다른 차들보다 더 거칠고 걸걸하다. 또한, 회전수를 높이면 점점 더 부드러워지지만, 그렇다고 뚜렷하게 조용해지지는 않는다. 포드 엔진처럼 한편으로는 스포티한 성격을 지니고 있지만, 세련미를 중시하는 사람이라면 아마도 이 자리에 나온 3기통 엔진들 가운데 유일하게 실망스럽다고 느낄 것이다.
 

■ 결론
시승 둘째 날 오후가 되었다. 우리는 웰시 지방의 축축하고 가파른 산길을 한참 지나 일정을 마무리하는 곳인 햄스 홀을 향해 속도를 높였다.

슬슬 여기 모인 엔진들 가운데 탁월한 것 두 개, 좋은 것 두 개, 그저 평범한 것 하나가 뚜렷하게 갈라지기 시작했다. 르노의 898cc TCE 엔진은 이번 테스트에서 출력과 토크를 적나라하게 드러냈고, 트윙고와 같은 차에 쓰였을 때에는 그런 점이 뛰어난 품질에 전혀 흠이 되지 않아 보였다. 적당한 토크와 연비를 보여주는 것은 물론, 트윙고에 쓰인 것 가운데 큰 차이를 두고 가장 뛰어난 엔진으로 꼽혔다. 3기통 엔진으로서의 특성도 괜찮은 편이다. 그러나 탁월한 것은 물론 압도적이기도 하다.
 

복스홀 1.0L SGE와 푸조 1.2L e-THP 퓨어텍 엔진은 이런 종류의 엔진이 얼마나 다른 성격으로 구성되고 조율될 수 있는지 보여주는 것은 물론 각자의 방식으로 깊은 인상을 준다. 힘을 이끌어내기 좋고 연비가 돋보이는 코르사의 엔진은 무덤덤한 운전자에게 알맞다. 엔진회전수 4,000rpm을 절대로 넘기지 않는다면 아쉬울 것이 없다. 그런 점은 순수한 3기통 엔진의 개념과 떼어놓고 생각할 수 없는 운전 재미의 잠재력을 지나치게 간과한 것이다.

푸조 엔진은 고회전을 활용하기 좋아서 운전 재미를 찾는 사람에게 즐거움을 주고, 전반적으로는 우리 같은 사람들이 즐기기에 더 좋다. 경제성, 반응, 세련미에서는 탁월하다고 할 수 없지만 최소한 3위권에는 든다.

이제 이들 중 가장 위대한 엔진과 최고의 엔진, 두 가지만 남았다. 후자는 BMW가 차지했다. 폭넓은 부분에서 아주 훌륭하다는 데에는 이론의 여지가 없다. 반응이 뛰어나고, 힘이 좋고, 회전수 조절이 자유롭고, 꾸준하게 가속하고, 연비가 뛰어나며 무척 조용하면서 부드럽다. BMW는 1위를 차지할 자격이 있다.
 

그러나 정작 1위를 차지하지는 못한다. 과급 기술이 쓰인 엔진에서는 배기량을 중요하게 생각하지 않아야 한다. 그러나 BMW가 50% 더 큰 배기량으로 이룬 것만큼 뛰어난 힘과 열정, 유연성과 재미를 포드가 999cc 엔진으로 이룬 것에 더 깊은 인상을 받을 수밖에 없다.

에코부스트 3기통 엔진은 경쟁자인 BMW 엔진만큼 완성도가 뛰어나다고 할 수는 없을지도 모른다. 각각의 엔진을 얹은 이상적인 차가 있다면, BMW는 효율의 균형과 함께 넘치는 스포티한 매력이 차분하게 어우러졌다는 점으로 깊은 인상을 줄 것이다.

그러나 어쨌든 포드 엔진은 더 큰 의미가 있을 뿐 아니라 탁월한 작동 특성으로 이번 비교에서 다른 엔진들을 능가했다. 나아가 첫 3기통 터보 엔진으로서 시장에 나온 지 3년이 흘렀는데도 타이밍 벨트 너비만큼 근소한 차이를 두고 가장 돋보이는 엔진으로 남아 있다. 그리고 연간 고속도로로만 약 24,000km를 얌전히 달리지 않는 이상, 운전을 좋아하는 운전자로서 나라면 휘발유와 디젤, 하이브리드에 관계없이 200마력 초반의 출력을 내는 4기통 엔진 대신 3기통 터보 엔진을 선택할 것 같다.

글 · 맷 샌더스(Matt Saunders)
사진 · 루크 레이시(Luc Lacey)