[퍼옴] 토스카 프리미엄6, L6엔진에 대한 글

자동차 이름에 숫자를 가져다 붙였을때는 그 숫자를 통해 뭔가를 나타내고자 하기 위함일것이다. 전통적인 유럽메이커들의 경우는 주로 차의 크기나 등급을 나타내고, 다른 문화권에서는 엔진의 배기량을 나타내기도 한다. 하지만 토스카 프리미엄6에 붙은 6이란 숫자가 의미하는 바는 조금 독특하다. 바로 토스카의 파워트레인(Power Train) - 6단AT/직렬6기통의 특성을 나타내는 '6'인것이다.

[보다 우수한 특성의 엔진을 찾아서 - 직렬형, V형, 수평대향형]
 

토스카의 엔진은 국내는 물론 세계적으로도 극히 보기드문 엔진 형태인 가로배치(횡치)형 직렬 6기통(Linear 6, L6)엔진이다. 세로배치(종치형) 직렬 6기통은 BMW나 벤츠및 기타 메이커에서 그래도 간혹 볼수 있지만 가로배치형은 세계적으로도 극히 드물다.

가로배치형 직렬6기통이 거의 없는 이유는 뒤에서 보다 자세히 설명하겠지만 무엇보다도 일반적인 승용차에 탑재하는데에 따르는 기술적 난이도가 무척 높고, 엔진의 특성상 극히 제한된 차체에만 탑재가 가능하므로 엔진자체의 범용성이 떨어져 개발사 입장에선 경제적으로 실익도 별로 없기 때문이다.(보통 엔진하나를 개발하는데는 무척 많은 시간과 노력, 비용이 들어가므로, 대다수 자동차 메이커에서는 하나의 엔진을 개발하면 되도록 다양한 차체에 널리 응용하여 사용함으로서 최대한 투자비용을 회수하도록 하는것이 일반적이다. 시쳇말로 엔진 하나 만들어서 이차종, 저차종에, 여기저기 돌려쓰면서 최대한 본전(?)을 뽑아낸다는 얘기다.)

저런 문제점에도 불구하고 GM대우(구 대우자동차)는 과감하게 대중형 양산차에 탑재가능한 가로배치형 직렬 6기통엔진 개발에 도전했고, 회사가 쓰러져가는 와중에서도 엔진개발을 포기하지 않고 지속해온 집념 끝에 결국 그 결실을 보았다. 이윤을 추구하는 기업에서 경제적인 손실을 감수하면서도 남들이 시도하지 않는 어려운 길을 과감히 선택하기는 쉽지 않은 일이다.

그것은 단순한 이윤추구외에, 오랜 전통을 가진 세계적인 메이커들에 비해 뒤늦게 출발한 신생 후발 자동차 메이커로서, 무난함과 평범함이라는 가치를 넘어서 스스로의 비범함을 보이고, 부단한 노력을 통해 새로운 가치를 개척하여 세상에 스스로의 존재이유를 인정받고자 한 도전정신과 열정이 있었기에 가능했을것이라 여긴다.(이런면에서 서태지가 등장하는 토스카 프리미엄6의 CF 카피는 꽤 잘 만든것 같은 생각이든다. 그렇다. 이것은 진부함에 대한 남다른 도전과, 용기와, 열정이 있어야한 가능한 일인것이다.)

토스카의 형님뻘(?)인 전작 L6매그너스에서 처음으로 채택되어 계속 다듬어져오고 있는 이 엔진이 왜 그렇게 독특하고 특별한 것인지 알아보자. 연소에 따른 폭발력에 의해 피스톤/실린더를 움직여 동력을 얻는 현행 자동차 엔진(내연기관)에서, 동력을 얻는 실린더의 배치방식에 따라 엔진을 구분하면 크게 직렬(Linear)형, V형, 수평대향형(일명 Boxer형)으로 나뉜다.(왼쪽 그림에 주목하기 바란다. 왼쪽부터 직렬형, V형, 수평대향형 엔진이다. 실린더의 배치 형태에 주목하라.)

직렬형 엔진(4기통)의 구동 애니메이션과 토스카의 직렬형 6기통(Linear 6, L6)엔진.(실린더의 배치형태를 빨간색선으로 표시한 것에 주목하기 바란다.) 수직으로 세워진 상태로 일렬(직렬)로 나란히 늘어선 피스톤들이 상하로 움직이면서 회전동력을 만든다. 가장 고전적이면서도 일반적인 엔진형태로서 역학적으로 균형이 잘 잡혀있고, 기계적인 구조가 단순하기에 정비도 쉽고, 제작도 용이하며 동력효율면에서 유리하기에 널리 사용된다. 기계적인 간편성, 정비의 용의성, 제작 단가, 기통당 연소효율등등의 면에서 일반 승용차에서 필요한 출력생성용도에 가장 효과적인 형태라고 여겨지는 4기통의 엔진이 가장 흔하다.

드물게 5기통~6기통도 존재하나, 6기통이상의 경우 일반 승용차에 탑재가 불가능할 정도로 엔진의 크기가 지나치게 커져버리는(다시말해 길어져버리는) 문제가 있다. 이런이유로 직렬형으로 6기통 이상의 엔진은 세로로 길게 배치되는게 일반적이다. 또한 이는 6기통 이상의 다기통 엔진을 일반 승용차에 탑재가 용이한 크기로 제작하기 위한 V형 방식이 등장하게 된 이유이기도 하다.

V형 엔진(6기통)의 구동 애니메이션과 V형 8기통(V8)엔진. 두줄로 나누어 V자 형태로 기울여져 배치된 피스톤이 움직이면서 회전동력을 만든다. 직렬엔진에서 기통을 늘려나갈때 엔진 부피가 지나치게 커져버리는 문제를 해결하기 위해, 실린더를 V자 모양으로 엇갈려 배치하는 방식이다.(결과적으로 6기통의 경우 위에서 보았을때 3기통씩 나누어 두줄로 배치가 된다.) V형엔진의 경우 캠샤프트의 갯수가 직렬엔진에 비해서 두배가 되어야 하고, 타이밍벨트의 길이도 길어지게되므로 기계적인 구조가 복잡해진다.

또한 실린더내의 피스톤이 기울어진 상태에서 왕복운동을 하게 되므로 (기울어진 바깥면쪽에서의)피스톤과 실린더 내벽의 마찰현상을 피할수 없어, 역학적인 균형면에서 아무래도 동일기통의 직렬엔진에 비해 불리하다. 하지만 일반적인 승용차에 탑재가능한 부피로 다기통 엔진을 제작하기에 직렬방식에 비해 압도적으로 유리하고, 엔진을 (직렬엔진에 비해)최대한 차체의 중심에 가깝게 위치시킬수 있어 좌우중량배분에도 유리하며, 기술의 발달로 역학적인 문제도 상당히 극복되었기에, 6기통이상의 다기통 엔진제작시 현재 가장 널리 사용되는 방식이다.

수평대향형 엔진(4기통)의 구동 애니메이션과 포르쉐 911(Porsche 911)의 수평대향형 엔진. V형 배치에서 기울어진 실린더를 완전히 옆으로 눕혀서, 180도로 양쪽 실린더를 나란히 보게 만든 방식이다. 결과적으로 실런더가 서로 마주보면서 왕복운동을 하게되고, 이 모양이 흡사 권투선수가 좌우 주먹을 번갈아 뻗는 모양과 비슷하다고해서 복서(Boxer)엔진이라고도 불린다.

피스톤이 옆으로 누운형태에서 왕복운동을 하게 되므로 중력방향으로의 마찰이 V형 엔진보다도 더욱 극단적으로 심해지게 되어, 내구성측면에서 극히 불리하다. 하지만 엔진을 납작한 모양으로 제작할수 있어 차체의 무게중심을 극단적으로 낮추는게 가능하기에 상당한 수준의 운동성능을 갖춘 자동차를 제작할수 있는 잇점이 있어, 개성이 강한 일부메이커에서 꾸준히 선호되고 있다.(포르쉐가 전통적으로 수평대향 엔진을 선호한다.)

이상의 내용을 보면 알수 있듯이 자동차의 엔진은 실린더(기통)의 배치 형태에 따라 다양한 역학적인 특성을 가지게 된다. 하지만 여러 다양한 엔진 형태중에서도 동역학적측면에서 가장 이상적인 엔진 형태로 여겨지는 방식은 다름아닌 직렬 6기통(Linear 6, L6)이다. 직렬 6기통 엔진은 안정된 토크와 반응력이라는 엔진으로서의 기본적인 장점외에, 동역학적으로 이상적인 균형을 이루는 특성으로 인하여 일반적인 엔진에 비해 차별화된, 아주 부드럽고 유연하면서도 고급스러운 뛰어난 주행감의 구현이 가능하다.

이런 직렬 6기통엔진의 차별화된 장점때문에 독일의 BMW는 거의 전차종에 걸쳐 직렬 6기통엔진을 고유엔진으로 채택하고 있으며, 메르세데스-벤츠의 경우도 자사의 기함인 S-Class등에 오랜기간 직렬 6기통엔진을 사용해옴은 물론, 이외의 세계 여러 자동차메이커에서도 자사의 고급차 라인에 직렬 6기통엔진을 다수 채택하여 기술력과 자사 자동차의 우수성을 과시하였다. 하지만 6기통이상의 직렬엔진을 자동차에 탑재하기엔 엔진의 부피에 따른 여러 제약이 많고, 경제성이나 기타 여러 효율성등을 이유로 일반적인 대중형 승용차에는 보통 4기통까지는 직렬, 6기통 부터는 V형이 널리 사용되는것이 현실이다.

[전륜구동형 중형 세단의 세로운 장을 열어라 - 가로배치형 직렬 6기통(Linear 6, L6)엔진의 개발]

위의 그림을 살펴보면 직렬 6기통엔진을 왜 일반 대중형 승용차에서 구현하기가 어려운지 이유를 알수 있을것이다. 4기통 이하의 직렬과 V형 엔진의경우, 그림에서 보여지다시피 부피가 작아서 일반적인 자동차 엔진룸에 탑재하기에 별 무리가 없다.(가로뿐아니라 세로로도 배치가 용이하다.) 그러나 직렬 6기통엔진의 경우 엔진의 부피가 커서 가로로 배치할 경우 일반 승용차의 차폭을 넘어가게 될 정도로 크다.

따라서 우수한 동역학적 특성을 가진 직렬 6기통을 어떻게든 자신들의 차에 탑재하여 자사 자동차의 우수성을 알리고 싶어했던 BMW, 메르세데스-벤츠는 물론 기타 세계 유수의 자동차 메이커들은 어쩔수 없이 차의 길이를 늘리거나, 실내공간을 축소시키거나 하는 방식으로 엔진의 탑재공간을 확보하여 세로로 길게(종치) 직렬 6기통엔진을 탑재해왔다. 하지만 이 경우 필연적으로 차의 전체적인 길이(또는 차의 보닛의 길이)가 기형적으로 길어지거나, 차의 실내공간이 줄어들게 되는 문제를 떠안게 될수 밖에 없다.(전차종에 걸쳐 직렬6기통엔진을 고집하는 BMW차들의 보닛길이가 유난히 길고, 실내공간이 협소한 이유를 이제는 짐작할 수 있을것이다.)

또한 엔진룸내의 여유공간이 협소하므로 엔진룸 설계가 극히 어렵고, 정면충돌 시 충격완화를 위한 여유공간이 확보되지 않아 안전상으로도 불리하다.(정면 충돌시 자칫하면 엔진이 다치거나, 심하면 엔진이 사람이 타고있는 실내쪽으로 밀려들어와 승객을 덮치게 되는 아찔한 사태가 발생할수 있다. -_-;) 게다가 엔진이 세로배치되므로 후륜구동으로 밖에 차를 제작할수 없어, 오일쇼크이후로 세계 자동차계의 주류를 형성하기 시작한 대중형 전륜구동 승용차에 직렬 6기통엔진을 탑재하는것은 요원한 일일수 밖에 없었다.

이같은 한계를 넘어서기 위해 직렬 6기통엔진을 가로배치하기 위한 여러노력이 다양한 메이커에 의해 이루어져 왔으나, 가로배치가 가능한 정도로 직렬 6기통엔진을 소형화시켜 정교하고 컴팩트하게 구현하는것은 기술적으로 극히 어려운 일이었다. 특히 직렬 6기통의 엔진 부피를 줄이기위해 각 실린더를 밀착시켜 배치하게 되면 실린더간의 간격이 너무 좁아지게 되어 엔진의 열화및 내구성 측면에서 여러문제가 발생하기에, 양산형 전륜구동차에 탑재 가능한 정도로 직렬 6기통엔진을 완성도 있게 구현하는데 성공한 메이커가 거의 없다시피 하였다.

그런데 세계적인 자동차 메이커로서의 도약을 꿈꾸던 한국의 대우자동차가 야심차게 이같은 기술적 난제에 과감히 도전장을 내밀었고, 회사의 이름이 GM대우로 바뀌는등의 우여곡절을 겪으면서도 개발을 포기하지 않은 각고의 노력끝에 마침내 양산형 가로배치 직렬 6기통엔진 개발에 성공한 것이다.

GM대우 토스카 프리미엄6의 가로배치(횡치)형 직렬 6기통(Linear 6, L6)엔진. 구 대우자동차 시절인 1995년부터 개발을 시작하여 여러 기술적 난제를 극복하고 개발에 성공한, 현재 세계에서 가장 컴팩트한 수준의 직렬 6기통엔진이다. 견고하면서 내열성이 우수한 고압주조 알루미늄 실린더 블록을 엔진에 채용.기통간 간극을 6mm까지 좁힘으로서 엔진의 길이가 여타의 소형 직렬 6기통엔진에 비해서 최소 200mm이상 짧고, 심지어 일반적인 직렬 4기통엔진보다도 짧을정도로 소형화에 성공한 수작이다.

배기량은 2.0L와 2.5L의 두가지를 갖추었으며, 2.5L엔진 기준으로 최고출력 157ps/5,800rpm, 최대토크 24.0kgm/4,000rpm의 성능을 발휘한다. 역학적으로 이상적인 형태라는 직렬 6기통엔진의 특성에 힙입어, 일반적인 직렬4기통 엔진이나 V형 엔진등과는 차별화된, 아주 부드럽고 유연하면서 고급스런 주행감을 선사한다.

전작 L6매그너스를 거치면서 계속 숙성되어 토스카 프리미엄6에도 장착되고 있는 가로배치형 직렬 6기통 엔진은 그 기술적 가치가 세계적으로도 높음은 물론, 여타 동급의 승용차에서 찾아보기힘든 아주 독특하면서도 뛰어난 주행감을 선사한다. 또한 양산형 전륜구동차에도 탑재가 가능한 수준까지 소형화에 성공한 L6엔진에 힘입어, 토스카 프리미엄6은 과거에는 극히 일부의 후륜구동형차나 대형 승용차에서만 느낄수 있었던 L6엔진의 뛰어난 주행감을 미드사이즈(중형) 세단에서도 훌륭하게 구현함으로서 지금까지의 일반 중형세단과는 차별화된 가치를 가지게 되었다. 그런데 여기에 그치지 않고 토스카 프리미엄6은 중형세단 파워트레인의 진보를 이루는 또 한번의 사건을 만들게되니, 바로 직렬 6기통엔진과 짝을 이루는 6단 AT다.

[하이드로매틱 6단AT - 직렬 6기통엔진에 이은 중형세단 파워트레인(Power Train)의 진일보]
 

차를 평가하는 기준은 사람마다 무척 다양하지만, 그중에서도 차의 특성을 대변하는 가장 기본적이고 기초적인 평가기준은 파워트레인(Power Train)이다. 토스카 프리미엄6의 파워트레인은 기존 직렬 6기통엔진/5단AT에서 한걸음 더 나아가 하이드로매틱 6단AT를 장착. 직렬 6기통엔진의 정숙하고 부드러우면서도 유연한 주행감을 더욱 배가시키는 조합을 달성했다고 여겨진다.

직렬6기통엔진에 6단 AT...대중적인 미드사이즈 세단에서 이만한 파워트레인을 가진 차는 국내 동급차량중에서는 감히 비교상대를 찾을수 없음은 물론, 세계적으로도 상위급 차종인 볼보 S80(Volvo S80, 토스카 프리미엄6과 같은 가로배치형 직렬 6기통엔진을 장착하고 있다.)정도를 제외하면 찾아보기 힘든 파워트레인이다. 

더군다나 볼보 S80의 경우 가로배치형 직렬 6기통엔진의 부피가 GM대우의 것에 비해 커서, 차체가 토스카에 비해 훨씬 큼에도 불구하고 변속기 장착공간의 확보가 어려워 초기에는 4단AT에 머무르다 최근에야 비로소 6단AT의 장착에 성공한것을 고려하면 토스카 프리미엄6의 6단AT는 그 의의가 더욱 배가된다.

더군다나 GM대우의 자료에 따르면 토스카 프리미엄6에 장착된 6단AT는 기어단수가 늘었음에도 오히려 부피와 중량은 더 감소한것으로 알려지고 있어, 기대를 더욱 크게 한다.(현재 필자의 자동차인 2007년형 토스카의 5단AT도 충분히 만족스러웠거늘....이제는 6단AT. 그것도 부피와 중량은 더욱 감소하였다라....과연 어느정도의 성능향상을 보여줄지 토스카의 오너로서 정말 기대가 된다.)

또한 토스카 프리미엄6의 6단 AT는 컴팩트한 부피와 가벼운 중량으로 컴팩트급(준중형) 승용차에도 장착이 가능하며, 실제로 곧 출시될 GM대우의 준중형 승용차에도 장착될것이라고 하니 더욱 반가운 일이다. 겉으로만 신모델이고 속으로는 별반 달라진게 없으면서 가격만 올려 책정하는 한국 자동차계의 오랜 악습을 담습하지 않고, 차의 기본이자 정석인 파워트레인부터 향상시키면서 합리적인 가격으로 소비자에게 다가가는 GM대우의 행보가 개인적으로는 반갑기 그지없다.

이드로매틱 6단AT. 넓은 기어비(6.14 : 1)로 기존 토스카의 Aisin 5단 AT대비 초기 발진능력을 개선시키고, 6단 항속기어의 경우 0.75 : 1의 긴 오버드라이브를 실현시켜 90~120KPH 대비 연비가 15% 가량 개선되었으며, 정지상태에서 40KPH 및 60KPH 도달시간이 최고 10% 가량 단축되었다고 한다. 단수가 높음에도 불구하고 부피가 작고 중량이 가벼워 토스카와 같은 중형세단은 물론 컴팩트급(준중형) 승용차에도 장착이 가능하다고 한다. 이후 GM대우의 준중형 자동차에도 채택될 가능성이 높다.

세계 5위의 자동차 생산국이라는 한국 자동차계의 화려한 명함에 비해, 한국산 자동차는 아직 세계무대에서 그 가치를 그다지 인정받고 있지 못하다. 그저 무난하게, 그저 안전한 길만을 따라가며 국내시장에서의 안정된 시장지배력에 안주하면서 내놓는 차들은 자연스럽게 하나같이 무난하지만-무덤덤하고, 안정되었지만-개성이 부족한 차들 일색이다.(이를 빗대어 영국의 유명한 자동차 전문 쇼프로그램인 탑기어(TopGear)에서는 한국산 자동차를 바퀴달린 냉장고나 세탁기에 비유하지 않았던가?) 그저 남들이 다 하는것들을 비슷하게, 조금 싼 값에 내놓고서 사달라는 것에 불과한 한국산 차는 지금은 물론이고 앞으로도 당분간 세계적인 레벨에서 그 가치를 인정받기에는 갈길이 멀어보인다.

가뜩이나 출발이 늦은 후발주자가 앞서가는 주자를, 더군다나 세계적으로도 탑클래스를 다투는 경쟁자들을 따라잡기 위해서는 경쟁자들이 이미 했던 방식을 따라만 가서는 안된다. 그래서는 절대 앞서갈수가 없다. 영원한 2인자 내지는 3인자일 뿐이다. 한국자동차가 지금의 수준을 탈피하기 위해서는 남이 가지않는 길에, 남이 쉽게 할수없는 가치에 도전하는, 보다 진보적이고 보다 모험적인 과감함이 절실하다.

그저 눈으로 보여지는 화려한 옵션이나 무난한 디자인, 저렴한 가격으로 승부하기보다는 자동차의 근간을 이루는 기본적인 특성에서 우수하고, 쉽게 경쟁자들이 따라할수 없는 독특한 개성을 내뿜는 차별적인 존재가 지금의 한국 자동차계에는 필요하다. 토스카 프리미엄6은 가로배치 직렬6기통에 6단AT라는, 국내는 물론 세계 그 어느 동급 차종도 쉽게는 따라하기 힘든 빼어난 재능을 가진 차다. 이것만으로도 이미 한국산 중형 세단의 수준을 끌어올리고, 경쟁 차종들에도 혁신에 대한 충분한 자극을 줄 개척자이자 선구자로서의 자격은 어느정도 갖추었다 생각이 된다. 부디 훌륭한 모습으로 눈앞에 나타나 스스로의 재능에 걸맞는 오오라를 내뿜기를 기대한다.