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토요타, 내연기관 엔진도 열효율과 친환경성 높인다.

작성자
acl
작성일
2015-06-24 21:06
조회
1185
토요타자동차를 비롯한 일본 자동차회사들의 내연기관 열효율 높이기가 가속화되고 있다. 토요타자동차는 내연기관의 열효율을 높이면서 하이브리드 시스템을 동원해 연비 성능을 높이고 유해 배기가스를 줄이는 노력을 해왔다. 여전히 주류 파워트레인으로 자리매김한 것은 아니지만 오늘날 전 세계 메이저 양산 업체들은 물론이고 프리미엄 메이커들까지 하이브리드는 필수가 되어 있다. 그러자 토요타는 다시 내연기관 열효율 높이기에 나섰다. 따라 오면 앞서가겠다는 것이다. 토요타를 중심으로 한 일본 자동차회사들의 내연기관 기술 개발 움직임에 대해 짚어 본다. '

일본 자동차 8사가 공동으로 환경 부하가 적은 자동차용 엔진의 기초 연구에 나선다. 디젤 엔진의 이산화탄소 배출량을 2020년까지 2010년 대비 30% 저감하는 연소 기술 등을 개발하고 성과는 각사가 가솔린차도 포함해 실용화에 나서기로 했다. 2014년 5월 19일 일본 승용차 8사와 일본자동차연구소가 공동으로 내연기관의 효율성 제고를 위해 새로운 조합을 결성했다.

AICE(Association of Internal Combustion Engine: 자동차용 내연기관 엔진 기술 조합)이라는 단체가 그것이다. 글로벌 시장의 경쟁을 위해 연비개선에 관련한 혁신이 반드시 필요하다는 생각에서 시작된 것이다. 일본 자동차회사들은 대학등과 제휴해 환경성능에서 경쟁하고 있는 유럽 메이커들에 대응해 나가기로 했다.

내연기관이 등장한 것은 1886년으로 130년이 지났다. 그 동안 기술 발전을 통해 가솔린 엔진은 38%, 디젤 엔진은 42%의 열효율을 발휘하고 있다. 앞으로 10년 동안 50% 수준으로 높아질 것으로 전망되고 있다.

AICE의 발족은 지금까지 전동화 등 엔진 이외의 부분에서의 연비 향상에 힘을 들여 온 일본 자동차회사들이 공동으로 엔진 자체의 개량에 본격적으로 힘을 쏟겠다는 것을 의미한다. 하이브리드카끼리의 연비 경쟁이 심해진 데 더해 내연기관 엔진을 사용하는 자동차의 연비 향상이 글로벌 시장에서 큰 도전과제가 되어있다는 것을 의식한 결과다.

이에 앞서 토요타자동차는 지난 2014년 4월 10일 동경 본사에서 연소 개량 등에 의해 기존 엔진보다 10% 이상의 연비 향상을 실현하는 신 개발 엔진의 기술 설명회를 열었다. 근 미래에 출시 예정인 '파소' 등에 탑재할 1리터와 1.3리터 가솔린 엔진의 성능과 기구 등 제반 사항을 발표했다. 또한 2015년까지 모두 14개 종류의 새로운 엔진을 글로벌 시장에 투입할 계획이라고 덧붙였다. 14기종의 투입이 완료되면 전 세계에서 판매되는 토요타차의 약 30%가 새로운 엔진군이 될 것으로 예측했다. 또한 14기의 새로운 엔진 시리즈에는 자연흡기 가솔린 엔진 외 과급기용 가솔린, 그리고 디젤과 하이브리드차 용의 엔진도 포함되어 있다고 설명했다.

우선 1리터급 소 배기량 가솔린 엔진 두 종류를 출시하고 2015년까지 최대 5리터까지 모두 14기종을 내놓게 된다. 하이브리드카에 더해 기존 내연기관 엔진차의 연비도 높여 에코카의ㅣ 폭을 확대해 나간다. 개발도상국과 하이브리드카의 보급률이 낮은 유럽등에서 판매 경쟁을 높이기 위함이다.

하이브리드용 엔진에서 사용되고 있는 열효율이 높은 연소방식을 일반 엔진에도 활용한다. 연료가 연소되는 속도를 높이고 연소불량을 억제하는 기술을 사용하는 등의 기술에 의해 38%의 열효율을 실현했다. 적은 연료로 동력을 살리기 때문에 연비가 좋아진다. 아이들링 방지 기능 등과 조합하면 연비가 최대 약 30% 향상된다.

토요타는 지금까지 하이브리드를 축으로 연비 개선을 추진해 왔다. 토요타의 일본 내 판매대수에서 하이브리드의 비율은 약 40%. 그에 비해 글로벌 판매대수에서는 10% 정도에 그치고 있다. 글로벌 시장에서 경쟁하기 위해서는 내연기관 자체의 개선이 필요하다는 생각을 갖게 된 이유다.

엔진의 개량은 하이브리드의 성능 향상에도 연결된다. 토요타는 2015년에는 프리우스의 차기 모델을 출시할 예정이다. 이번 엔진 기술은 하이브리드 시스템과 조합되는 것도 가능해 머지 않아 리터당 연비를 32.6km에서 40km까지 끌어 올릴 수 있을 것으로 전망하고 있다.

한편 일본자동차회사들의 이런 움직임은 미국시장에서 디젤 차에 대한 관심이 높아지고 있는 것도 작용한 것으로 보인다. 최근 들어 디젤 자동차가 미국 운전자들 사이에서 인기가 많아지고 있다. 다만 디젤 엔진이 연료소비를 최고 30% 까지 저감할 수 있음에도 불구하고 디젤 연료 가격의 큰 변동 폭은 디젤 자동차를 사고자하는 소비자들이 구매를 주저하고 있다는 것이 미국의 현실이다.

기본적으로 경유가격이 가솔린 가격보다 비싼데다가 일정하지 않은 가격대가 걸림돌이라는 것이다. 2013년 4/4분기와 2014년 1/4분기 디젤 1배럴의 가격은 119$~130$였다. 이에 비해 가솔린 1배럴의 가격은 99$까지 낮아지기도 했다. 미국에서 디젤 1갤런은 가솔린 1갤런보다 8센트의 세금이 더 붙는다. 약 3분의 1 정도의 미국 주들은 디젤에 추가적 세금을 부과한다. 부과되는 추가적 세금의 양은 각 주별로 다양하다. 디젤은 전통적으로 거의 대부분 상업 자동차에서 이용되었기 때문에 정치인들이 디젤에 세금을 부과하기가 더 쉬운 것이 미국의 현실이다.

이런 상황이 디젤 차 판매를 예측할 수 없고 불확실한 것으로 만들고 있다. 미국에서는 지역에 따라 차이가 있지만 같은 날 가솔린의 가격은 내려가는데 디젤 1갤런의 가격은 올라가기도 한다. 그래서 소비자들은 디젤 가격에 대해 불신이 있다.

그럼에도 불구하고 자동차 제조회사들, 공급회사들과 다른 기업들로 구성된 산업 그룹인 미국의 디젤기술포럼(the Diesel Technology Forum)은 미국 시장에서 현재 6%의 점유율을 갖고 있는 디젤 자동차가 2020년에는 3% 상승해 9%의 점유율을 갖게 될 것이라고 전망했다. 그런 전망을 가능하게 하는 것은 2016년까지 40종류의 새로운 디젤 자동차가 출시된다. 클린 디젤 엔진의 등장과 함께 기름 덜 먹고 유해 배기가스 배출이 적은 디젤차에 대한 관심이 높아지고 있는 것이 배경이다.

여기에 미국 석유 정유업계들이 전 세계적 수요가 높아짐에 따라 더 많은 디젤을 생산하기 위해 공격적으로 투자하고 있다. 미국의 정유업계의 입장은 디젤이 가솔린보다 더 꾸준한 수익성이 있다고 판단하고 있다.

지금 세계적으로 디젤 연료의 생산량이 가솔린보다 많아졌다. 그만큼 수익성을 기대할 수 있다는 이야기다. 이는 자동차 이 외에도 건설 및 건설기계, 그리고 전력 생산 등을 위한 경유의 수요가 증가하고 있기 때문이다. 무역을 위한 대형 화물선의 증가도 한 몫을 하고 있다.

결국 시장에 따라 다른 수요가 있고 그에 대응하지 않으면 안되는 상황에서 디젤이 장기인 유럽 메이커들이 하이브리드카를 생산하듯이 일본 메이커들도 디젤 등 내연기관에 대한 관심이 높아질 수밖에 없게 된 것이다.

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