[car&car]독일과 일본의 자동차 전쟁

친환경차 격돌①독일 전차 vs 일본 도(刀)의 대결

▲독일 메이커는 디젤과 함께 가솔린차의 이산화탄소를 줄이려는 노력도 게을리하지 않는다. 사진은 골프를 베이스로 1km당 99g의 이산화탄소만 배출하는 폭스바겐 블루모션.

친환경은 자동차 업계를 넘어 세계적인 관심사로 떠올랐다. 온난화의 주범으로 내몰린 자동차 업계는 서둘러 친환경차 개발에 나섰고 발빠르게 대안도 내놨다. 배출가스로 인한 환경문제가 대두되면서 이제 친환경차는 거스를 수 없는 숙명이 됐기 때문이다.

21세기 친환경 자동차의 궁극점은 전기차라는데 이견이 없다. 전기를 동력원으로 모터를 돌려 구동하는 자동차다. 여전히 충전시간과 항속거리 등 풀어야할 문제가 산더미다.

수소를 주입해 배터리를 활성화시키는 ‘수소연료전지’차도 등장했다. 그러나 하나같이 양산까지는 먼 거리가 달려야할 상황이다.

지구온난화의 주범은 검은 매연이 아닌, 눈에 보이지 않는 이산화탄소다. 전기차 시대가 도래하기까지 과도기를 책임지는 것은 디젤과 하이브리드 자동차다. 두 가지 모두 내연기관을 기본이지만 이산화탄소를 획기적으로 줄일 수 있다.

이산화탄소는 LPG가 가장 많이 뿜어낸다. 그 다음이 가솔린, 디젤 순서다.

디젤은 이산화탄소를 가장 덜 내뿜는 내연기관 가운데 하나다. 디젤의 경우 매연이나 입자상 물질이 많지만 주범인 이산화탄소 배출은 오히려 적다.

때문에 가장 현실적인 친환경차. 연료를 적게 쓰고 환경까지 생각할 수 있는 대안은 디젤과 하이브리드로 압축된다.

▲기름값이 비싼 유럽은 작고 실용적인 사이즈에 디젤 엔진을 얹은 소형차가 큰 인기를 끈다. 사진은 BMW 디젤 엔진.

◇유럽 수입차가 주도하는 디젤, 육중한 파워가 매력=디젤차는 유럽이 강세다.

한때 털털거리는 트럭 엔진으로 폄하됐던 디젤은 기술이 발달하면서 가장 친환경적인 엔진으로 추앙받는다.

검은 매연은 효율적인 필터를 달아 걸러냈다. 매연으로 악명높았던 디젤이 한 순간에 청정엔진으로 뒤바뀐 계기는 1990년대 중반이다.

독일 메르세데스-벤츠가 부품기업 보쉬와 커먼레일 디젤을 개발하면서 부터다. 디젤을 고압으로 분사하면서 적은 연료로 큰 힘을 낼 수 있게된 셈이다.

고압분사의 원리는 간단하다. 아궁이에 장작을 10개로 쪼개서 집어넣으면 타는데 오랜 시간이 걸리고 잘 타지도 않는다. 이게 10바(bar)다.

반면 장작을 A4용지 크기에 1600장으로 나눠 집어넣으면 불은 활활 잘 타오른다. 이게 고압직분사 1600바(bar)다. 압축비를 1800바 수준으로 높이면 더 잘 탄다. 최근 디젤엔진의 성능이 크게 향상된 이유도 여기에 있다.

디젤 수입차는 벤츠와 BMW, 아우디, 폭스바겐 등 독일 4대 메이커가 주도한다. 기본적으로 가솔린과 연소방식이 다르다. 디젤은 엔진을 압축해서 폭발시키고, 가솔린은 스파크 플러그를 이용한 불꽃 점화방식이다.

디젤엔진 피스톤은 상하운동이 꽤 길다. 때문에 여러번 왕복운동하기 어렵다. 회전수 한계치가 가솔린보다 좁은 것도 이 때문이다. 가솔린은 상하운동거리가 짧다. 상대적으로 디젤보다 빠르게 여러번(엔진 회전수) 피스톤 운동이 할 수 있다.

계기판을 보면 엔진 회전수의 한계치를 나타내는 레드존(붉은색 영역)이 있다. 디젤은 4000rpm부터, 가솔린은 6000rpm을 넘어서면 레드존이다.

이를 쉽게 풀어보면 디젤 엔진은 커다란 헤머로 내리치는 방식이다. 가솔린 엔진은 작은 장도리로 여러번 내리치는 방식이다. 길고 커다란 헤머가 내리치는 횟수(엔진 회전수)는 적어도 한방에 큰 힘을 내는 것은 작은 장도리보다 크다.

디젤의 최대토크(순간적인 파워)가 가솔린을 크게 압도하는 이유도 이런 원리 때문이다.

▲일본 메이커는 도요타를 중심으로 하이브리드 분야에서 앞서나간다. 사진은 프리우스를 바탕으로한 플러그인 하이브리드 컨셉트.

◇솜털같이 부드럽고 조용한 하이브리드=하이브리드는 도요타를 중심으로 일본차가 대세다. 전사적으로 미국시장을 겨냥했던 일본차들은 미국에서 주로 쓰이는 자동차 동력원 가솔린을 중심으로 친환경차를 개발했다. 그리고 하이브리드를 개발했다.

1997년 도요타가 하이브리드 전용모델 ‘프리우스’를 출시하면서 이 시장을 선점하고 있다. 특히 하이브리드 관련 특허는 대부분 도요타 소유다. 그만큼 입지도 독보적이다.

유럽 메이커 역시 하이브리드 개발에 박차를 가하고 있으나 아직은 일본 메이커에게 기술을 도입하는 수준이다. BMW가 도요타 방식의 하이브리드를 선택한 것도 이런 배경이 깔려있다.

하이브리드 자동차는 기본적으로 가솔린 엔진이 달린다. 엔진 동력이 나오는 출력축에 전기모터를 장착해 구동을 돕는다. 도로상황과 구동부하 정도에 따라 다르지만 도요타 하이브리드는 시속 40km 안팎을 기준으로 그 아래에서는 전기모터만, 그 이상이 되면 엔진을 구동한다.

정체구간에서 가다서다를 반복하면 단 한 방울의 기름도 안 쓸 수 있다는 의미다.

▲하이브리드 시스템은 다양한 형태로 발전했다. 뒷바퀴는 엔진으로, 앞바퀴는 모터로 구동하는 4륜구동 하이브리드 SUV도 등장했다.

회사별로 하이브리드 구동방식도 조금씩 다르기도 하다. 웬만해선 도요타의 특허를 피해나가기 어려울만큼 도요타는 이 분야에서 입지를 다져놨다.

하이브리드의 궁극점은 하나다. 어떻게 해서든 엔진을 적게 돌리는게 목적이다.

배터리는 엔진이 구동하거나 브레이크를 밟을 때 충전한다.

가솔린 엔진을 쓰는만큼 디젤보다 순간 파워는 부족하지만 한없이 조용하고 솜털처럼 부드럽다는게 장점이다.