도요타, 고연비 신형 엔진 개발…디젤 수준 연비 10% 이상 개선, 폭스바겐·GM 등서도 연구 중

구조적 한계로 디젤보다 연비가 낮을 수밖에 없다던 가솔린 엔진이 연비 업그레이드를 하고 있다. 친환경·고연비 자동차를 원하는 수요가 높아지는 상황에서 변하지 않으면 살아남을 수 없다는 위기감에 업계가 연구개발에 매진한 결과다.

도요타자동차는 가솔린 엔진의 열효율을 디젤 수준까지 끌어올려 연비를 10% 이상 개선한 고연비 신형 가솔린 엔진을 개발했다고 11일 밝혔다. 통상 업계에선 일반 가솔린 엔진의 열효율은 25%, 디젤엔진은 약 35% 수준으로 잡는다. 뒤집어 말하면 가솔린 엔진은 버려지는 에너지가 75%로 디젤보다 효율이 10% 포인트나 떨어지는 셈이다. 10% 포인트 차이는 연료를 ‘점화 플러그로 강제 폭발(가솔린)시키느냐’, ‘고압고온에서 자체 폭발(디젤)시키느냐’는 폭발 방식에서 나온다. 이날 도요타는 주특기인 하이브리드 기술을 접목해 열효율을 높였다고 설명했다. 새 1.3ℓ 가솔린 엔진에는 하이브리드 전용 엔진에만 사용했던 애킨슨 사이클(압축비보다 팽창비를 크게 해 열효율을 개선하는 기술)을 적용했다. 또 공기 흡입구의 디자인을 바꿔 연소 효율을 높이는 한편 배기가스로 새는 열을 재순환시키는 시스템 등도 활용했다. 이렇게 끌어올린 열효율은 최대 38%. 기존 엔진 대비 연비를 15% 향상시켰다. 또 이보다 작은 1.0ℓ 가솔린 엔진의 열효율은 37%까지 높여 연비를 약 30% 향상시켰다.

가솔린 엔진을 디젤 엔진처럼 연소시키는 압축착화-점화겸용(HCCI)엔진도 내년 상용화를 앞두고 있다. 상황에 따라 압축 폭발과 강제 폭발을 선택해 가솔린과 디젤 엔진의 장점만을 취하는 엔진이다. 업계에선 이 엔진이 상용화되면 출력과 연비 모두 각각 30%가량 향상될 것으로 기대한다. 지난 2007년 벤츠는 HCCI 엔진을 단 콘셉트카 F700을 선보였다. S클래스급 차체에 준중형급인 1.8ℓ 엔진을 달았지만 출력은 235마력, 연비는 리터당 16.7㎞에 달했다. 폭스바겐은 CCS, 메르세데스 벤츠는 디조토(DIESOTTO)란 이름으로 연구 중이다. GM 역시 2.2ℓ HCCI 엔진을 테스트 중이다.

유영규 기자 whoami@seoul.co.kr