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작지만 강한 엔진을 만든다, 포드 에코부스트

2017-04-27 15:44:23 글 김종우 기자

환경규제는 나날이 강화되고, 유가는 안정되는가 싶더니 다시금 치솟아 오른다. 가솔린 엔진의 대안으로 여겨졌던 ‘클린 엔진’ 디젤에 대한 신뢰감도 많이 무너진 상태다. 하이브리드카와 전기차가 있지만 아직 배터리 기술이 충분히 발전하지 못했다.

하지만 우리는 언제나 해결책을 찾지 않았는가? 자동차회사들은 환경 친화적이고 효율적인 엔진을 개발하기 위해 지금도 밤낮을 가리지 않고 연구하고 있다.

포드의 엔진 기술인 에코부스트(EcoBoost)는 친환경, 고효율의 역사적 사명을 안고 등장했다. 아니, 정확히 말하면 1991년 미국의회에서 통과된 연비규제법(CAFE, Corporate Average Fuel Economy)에서 큰 영향을 받았다.

자동차의 연소효율을 높이고, 배출가스를 줄이려면 덜 먹고 덜 배출하면 된다. 아주 쉬운 방법이다. 하지만 이렇게 하면 운전재미는 둘째치고 충분한 힘이 나오지 않아 차를 이용할 때마다 복장이 터질지도 모른다.

연료를 적게 소비하면서 배출가스는 덜 나오고, 충분한 힘까지 갖춰야 하니 골치가 아플 수밖에 없다. 많은 메이커들이 고효율 디젤 엔진 및 가솔린 엔진에 전기모터를 결합한 하이브리드카로 이 문제를 해결하려 했다. 하지만 포드는 가솔린 엔진을 더 발전시키는 쪽으로 방향을 잡았다. 새로운 엔진을 만드는 것보다 개발비도 적게 들고, 방법도 더 간단하다.

2009년 포드는 에코부스트 기술을 적용한 첫 엔진을 내놓는다. 에코부스트는 ‘Eco’-friendly + turbo-‘Boost’의 합성어로, 다운사이징 엔진과 과급기의 결합이 골자다. 포드는 새로운 엔진의 사용으로 가격상승 없이 연소효율을 약 20% 끌어올렸다고 주장한다.

포드의 에코부스트의 핵심기술은 연료 직분사, 가변식 캠샤프트 타이밍, 터보차저로 요약할 수 있다. 여기에 기통수를 줄이는 다운사이징이 추가된다.

먼저 엔진 배기량을 줄였다. 저배기량에 따른 힘 부족은 연료 직분사 기술과 터보의 도입으로 해결했다. 실린더에 연료를 직접 분사하고, 공기를 더 많이 밀어넣어 저배기량으로 큰 출력을 얻게 됐다. 하지만 이 방식은 연비 하락, 배출가스 증가, 터보 래그라는 부작용이 수반된다. 포드는 이에 대한 해결책으로 엔진 속도와 부하에 맞춰 흡·배기 밸브를 정밀하게 조절하는 가변 캠샤프트 타이밍 시스템을 도입했다. 결과는 성공적이었다.

2015년 2.3L 에코부스트 엔진을 얹고 출시된 머스탱을 예로 들면 이전의 V6 3.7L 모델과 비교해 실린더와 배기량이 줄었지만 최고출력은 5마력 상승해 314마력이 되었다.

현재 포드는 콤팩트카부터 F-150 같은 대형 픽업트럭까지 거의 모든 차종에 에코부스트 엔진을 사용하고 있다. 그중 3기통 1.0L 에코부스트 엔진은 2012년부터 3년 연속 ‘올해의 엔진상’을 수상하고, 2012년부터 5년 연속 ‘최고의 친환경/연비 엔진상’을 수상하는 기염을 토했다.

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