연비 향상을 위한 첨단 기술, 가장 효과적인 것은 무엇?

전세계적으로 환경 규제는 더욱 엄격해지고 있다. 또 지속적인 유가 상승으로 연료효율성도 중요시되고 있다. 이에 각 지역에서는 연비 강화 및 배기가스 감소에 대한 구체적인 수치를 설정했다. 유럽(EU)의 경우 2020년까지 자동차 평균 연비 25.1km/l, 이산화탄소 배출량 95g/km를 달성해야 한다. 미국은 평균 연비 21.3km/l, 이산화탄소 배출량 112g/km에 맞춰야 한다.

우리나라의 경우 2016년부터 평균 연비 17km/l, 이산화탄소 배출량 140g/km의 목표를 정했다. 자동차 브랜드가 이를 만족시키지 못할 경우 과징금이 부과된다고 산업통상자원부는 밝혔다.

친환경·고효율에 대한 사회적 움직임에 만든 자동차 브랜드가 촉각을 곤두세우고 있다. 새로운 친환경 신기술 도입을 위해 폭스바겐은 지난해 전년대비 15% 증가한 10억2000만유로(약 1조4123억원)을 투자했고, BMW는 전기차 관련 공장과 세계 최대 규모의 탄소섬유 공장을 신축했다.

덩달아 부품업체도 바빠졌다. 연비 향상을 위해 새로운 엔진 부품을 개발하는 것은 물론이고 다단화 변속기, 친환경 타이어 등 엄격한 환경 규제를 만족시킬 신기술을 선보이고 있다.

▲ 참고 : 모든 기술을 적용한다고 순수하게 연료효율성이 상승하는 것은 아님. 보쉬 측은 최대 40~45% 연비 상승 효과가 있다고 설명했음.

한국로버트보쉬는 17일 가솔린 자동차 연료 절감을 위한 여러 혁신 기술을 선보였다. 보쉬 가솔린 사업부 만프레드벤츠(Manfred Bentz) 사장은 “부품업체에 있어서 혁신적인 친환경 기술은 필수적인 것이 됐다”며 “자동차 기술을 선도해온 보쉬는 지난해 R&D 분야에 45억유로(약 6조2341억원)을 투자하며 기술 개발에 힘쓰고 있다”고 설명했다.

보쉬는 연료 절감과 이산화탄소 배출 감소를 위해 연료 직분사 시스템, 엔진 스타트-스톱, 실린더 비활성화, 압축 천연가스 시스템, 무단변속기, 부스트 회생 제동 시스템, 전기차 배터리, 파워 일렉트로닉스 등을 개발하고 있다. 만프레드벤츠 사장은 특히 가솔린 연료 절감 기술에 대해 설명했다.

◆ 터보 차저 및 가솔린 직분사 시스템(GDI)

보쉬의 가솔린 직분사 시스템은 전세계적으로 천만대 이상에 공급되고 있다. 직분사 수요는 계속 늘고 있다. 직분사 시스템으로는 약 15% 연료 절감 효과를 얻을 수 있다. 또 가솔린 직분사 시스템은 터보 차저와 조합됐을 때 출력 향상과 엔진 다운사이징 등 큰 효과를 얻을 수 있다.

◆ 무단변속기(CVT)

한국 시장에서는 자동변속기가 주류다. 자동변속기은 다단화를 통해 더욱 효율적인 주행이 가능하다. 무단변속기는 효율적인 측면과 동시에 부드러운 주행환경도 제공한다. 특히 가다서다를 반복하는 도심에서는 그 효과가 극대화된다. 무단변속기를 통해서는 약 7%의 연비 향상을 꾀할 수 있다.

◆ 엔진 스타트-스톱(Start-Stop)

이미 스타트-스톱은 유럽에서 보편화되고 있다. 추가금액을 내지 않더라도 차에 장착되는 경우가 많다. 유럽에서의 조사 결과 연료효율성은 약 8% 향상됐다. 도심에서는 연비 절감 효과가 더 크며 디젤 엔진의 경우 더 효율성이 높다.

◆ 압축 천연가스 시스템(CNG)

기존의 가솔린 엔진과 비교해 CNG 엔진은 연료효율성이 약 25% 우수하다고 조사됐다. 또 가솔린에 비해 연료비가 저렴해서 경제적인 이점은 더 높게 평가된다. 특히 가솔린 분사 시스템과 동일한 콘셉트로 제작된 분사 시스템으로 연료를 고압으로 분사하며 그 정확성과 반응성을 향상시켰다.

◆ 부스트 회생 제동 시스템(BRS)

부스트 회생 제동 시스템으로는 도심 주행거리를 약 15%까지 늘릴 수 있다. 연료 절감과 이산화탄소 감소 외에도 가속 시 연소 기관을 지원해 주행성능도 향상시킨다. 전기모터와 제네레이터, 48V 배터리, 12V/48V 컨버터로 구성됐으며 제동시 에너지를 회복하고 가속시 모터를 보조하는 시스템이다.

◆ 코스팅 기능(Coasting Function)