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V형 8기통 엔진, 다시 브랜드 파워의 상징으로

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글 : 채영석(charleychae@global-autonews.com)
승인 2016-11-20 20:57:15

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2016년 인터내셔널 엔진 오브 더 이어에 페라리의 3.9리터 V형 8기통 엔진이 선정됐다. 다운사이징이라는 단언에 익숙해져 있는 자동차업계에 이것은 사건이었다. 8기통 엔진은 일반인들이 수용할 수 있는 최고점에 있으면서 동시에 하이 엔드 엔진의 엔트리에 해당한다. V형 8기통 엔진의 최신 트렌드와 대표적인 V8엔진들을 소개한다.

 

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1999년부터 시작된 인터내셔널 엔진 오브 더 이어 선정 모델의 흐름을 보면 변화를 알 수 있다. 첫 1, 2년에는 토요타와 혼다의 1리터 엔진이 톱을 차지했다. 2001년에는 BMW 3.2리터 직렬 6기통, 2002년에는 BMW의 4.4리터 V형 8기통 등 중형 엔진의 시대였다. 다시 2003년에는 마쓰다 르네시스 로터리 엔진, 2004년에는 토요타 1.5리터 하이브리드가 톱에 올랐으나 다시 2005년과 2006년에는 BMW의 5리터 V형 10기통 엔진이 맹위를 떨쳤다.

 

그 흐름을 바꾼 것은 BMW였다. BMW는 2007년부터 이피션트 다이나믹스(Efficient Dynamics)를 내 세우며 새로운 개념의 3리터 직분 트윈 터보를 내 놓았다. 이 엔진은 2007년과 2008년 올 해의 엔진에 올랐다. 이 때부터 다운사이징이 엔진의 대세로 부상했고 독일 메이커들은 물론이고 일본을 제외한 대부분의 메이커들이 배기량을 낮추고 직분사 터보차저를 채용해 연비 성능을 높이고 배기가스를 줄인다고 하는 컨셉을 따랐다.

 

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그것을 극단적으로 보여 준 것이 2009년 올 해의 엔진상을 수상한 폭스바겐의 1.4리터 TSI트윈 차저였다. BMW의 3리터 직렬 6기통보다 훨씬 적극적인 다운사이징 엔진으로 받아 들여졌고 이후로는 프리미엄은 물론이고 양산 브랜드들로 앞 다투어 다운사이징의 대열에 가세했다. 이 엔진 역시 2009년과 2010년 2년 동안 올 해의 엔진상을 차지했다.

 

그런 다운사이징의 흐름으로 인해 엔진은 1리터 시대로 가는듯했다. 2011년 피아트 875cc 트윈 에어, 2012년, 2013년, 2014년 3년 연속 포드 999cc 3기통 터보차저 에코부스트가 톱을 차지한 것이다. 그래서 앞으로는 대 배기량 차는 더 이상 존재할 수 없게 될 것이라는 상상을 하는 이도 있었다. 2015년 BMW의 모듈러 엔진인 1.5리터 3기통을 베이스로 한 PHEV가 선정된 것도 그런 전망을 가능하게 했다.

 

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그런데 2016년 의외의 넘어 페라리 3.9리터 V형 8기통 트윈 터보 엔진이 1위에 올랐다. 이는 최근 아우디와 포르쉐 등을 중심으로 한 라이트사이징(Rightsizing)의 컨셉을 반영한 것이다. 직분사와 터보차저의 상성이 좋아 그동안 많은 메이커들이 채용해왔었다. 그러나 미세먼지가 많이 배출되고 저회전에서는 효율이 좋고 유해가스 배출도 적지만 고회전에서는 그 반대 현상이 발생하는 지금의 다운사이징에 변화를 주어야 한다는 것을 보여 주는 것이다.

 

인터내셔널 엔진 오브 더 이어는 36개국 76명(글로벌오토뉴스 채영석 국장 포함)이 참여한 것이기에 전 세계 모든 지역의 의견을 반영한 것이 아니라는 한계가 있다. 그래도 자동차를 생산하고 있는 나라는 모두 포함되어 있고 특히 내연기관 엔진의 기술을 주도하고 있는 독일을 중심으로 한 유럽 대부분의 나라의 전문기자가 포함되어 있어 전체적인 흐름을 파악하기에는 무리가 없다.

 

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그래도 4기통이나 6기통이 아닌 8기통이 1위를 차지한 것은 의외다. 실린더가 많으면 잉여동력을 이용한 유효 성능에서는 패키징 효율이 뛰어난 V형 8기통이 유리하다는 것은 이론의 여지가 없다. 때문에 유럽 메이커들은 E세그먼트 최 상위 그레이드에 V8 버전을 라인업하고 있다. 이들은 하이 튜닝, 수퍼 스포츠 등으로 자리매김하는 것이 자연스럽다. 메르세데스 AMG에 E클래스 톱 모델이 포지셔닝하고 있으며 BMW의 5시리즈에 M 디비전 모델이 있는 것이 대표적인 예다.

 

미국시장에서도 예나 지금이나 머슬카에 V형 8기통이 당연한 것으로 여기고 있다. 장거리 주행시에는 엔진 회전수를 낮게 유지하면서 토크의 여유로 상황의 변화에 임기응변으로 대응할 수 있는 대 배기량의 V형 8기통이 최고의 선택지였다. 미국시장에서는 21세기 초까지만 해도 V8의 점유율이 45%에 이르렀으나 지금은 10% 수준까지 하락했다. 4기통 엔진이 전체의 70%에 육박할 정도로 다운사이징의 시대의 정점에 있지만 여전히 새로 개발한 V형 8기통이 이들 머슬카에는 탑재되고 있다.

일본과 한국에는 V형 8기통 엔진이 흔치는 않다. 토요타 셀시오와 렉서스 LS, 제네시스 EQ900, 기아 K9 등에 불과하다. 브랜드의 성격 때문이기도 하지만 엔진 헤드 기술에서 특허를 장악한 독일 부품업체들의 힘도 무시할 수 없는 벽이다.

 

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그럼에도 직렬 4기통이나 V6 등처럼 평범한 엔진에 비해 우월감을 제공할 수 있다는 측면에서 V8의 존재가치는 분명하다. 다만 고가이기 때문에 프리미엄 브랜드들은 별 문제가 없을 수 있지만 가격에 제한이 있는 양산 브랜드들에게는 적지 않은 부담인 것은 분명하다.

 

더불어 다운사이징의 흐름이 라이트사이징으로 간다고 해도 V형 8기통 이상의 엔진은 그 존재가치를 위협받을 수밖에 없는 것이 현실이다. 기술의 발전으로 V6로도 V8의 특성을 구현하게 된 것도 요인으로 부상하고 있다. 다른 말로 하면 굳이 V형 8기통 엔진을 개발하는 부담을 안을 필요가 없다는 것이다. 실린더가 많으면 그만큼 마찰과 냉각 손실이 커지고 엔진 룸을 많이 차지한다는 것도 V형 8기통 엔진의 단점이다. 효율 추구가 절대 과제인 시대에 대형 엔진이 엔진 룸을 차지하게 되면 배출가스 저감을 위한 여타 장비의 채용에도 어려움이 따른다.

 

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그래서 등장한 것이 독일 메이커들이 내놓고 있는 4리터 V8이라고 하는 타협이다. 트윈 터보 시스템으로 해 잉여동력을 살려낸다는 것이다. V뱅크 사이에 터보 유닛이 위치하는 핫 인사이드식 레이아웃을 채용하고 있다. 이런 엔진은 특히 SUV의 전성 시대에 그들의 플래그십 모델에 V8엔진을 탑재해 그것을 세일즈 포인트로 내 세우고 있다.

 

내연기관 초기에는 3만 리터의 배기량도 있었던 것을 감안하면 엄청난 다운사이징인 것은 분명하다. 지금 그 다운사이징은 또 다른 측면에서 압박을 받고 있고 그 가운데에서도 존재감을 강화하고자 하는 프리미엄성을 위해 V형 8기통 엔진은 그 위치가 더욱 중요해지고 있다. 페라리의 3.9리터 V형 8기통 엔진이 올 해의 엔진을 수상한 것도 그런 점에서 의의를 찾을 수 있을 것 같다.

 

V형 8기통 엔진들

 

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1.페라리 - 3.9리터 V8 트윈 터보 : 페라리 488에 탑재된 엔진 기존 4.5리터 자연흡기 V8(F136형)에서 3,902cc V8트윈 터보(F154형)로 바뀐 것이다. 캘리포니아T의 3.9리터와 엔진 블록을 공유한다. 실린더 벽의 두께를 확보하기 위해 보어를 작게 했다. 스크로크를 약간 늘렸지만 수치상으로는 스퀘어에 가까운 숏 스트로크형이다. 최고출력 670ps/8,000rpm, 최대토크 760Nm(77.5kgm)/3,000rpm을 발휘한다. 토크를 최적으로 분산시키는 가변 부스트 매니지먼트(Variable Boost Management)를 채용했다.


터보차저의 트윈 스크롤화와 TiAl(티탄알루미늄) 합금 터빈 휠과 볼 베어링의 채용, 그리고 배기계의 개량 등 독창적인 수법을 사용하고 있다. 터보차저 시스템은 IHI제. 배기가스의 저감과 연비 성능을 개선하면서 고성능화를 추구하는 다운사이징이다. 성능은 월등히 향상됐지만 흔히들 연비 터보라고 표현하고 있다.

 

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2.포르쉐 – 4리터 V8 트윈 터보 : 2016년 7월 발표된 가장 최신의 V8엔진이다. 폭스바겐 그룹의 신 개발MSB플랫폼을 베이스로 한 2세대 파나메라에 탑재된다. 신형 파나메라에는 3,996cc V8 트윈 터보를 정점으로 2,894cc V6 트윈 터보 가솔린과, 3,956cc V8 트윈 터보 디젤 등이 라인업된다. V8과 V6의 스트로크는 같은 모듈러 엔진으로 V뱅크 사이에 터보 유닛이 위치하는 핫 인사이드식 레이아웃을 채용하고 있다.


선대 V8의 4,806cc에서 다운사이징됐지만 최고출력은 550ps, 최대토크 770Nm으로 파워는 증강됐다. 이 엔진은 앞으로 폭스바겐 그룹 내 다른 브랜드의 V8 표준이 된다. 포르쉐 카이엔을 비롯해 아우디 A6, A8, Q7, Q8, 벤틀리 컨티넨탈, 람보르기니 우루스 등에도 탑재된다.


포르쉐는 이 외에도 918스파이더에는 4,593cc 90eh V8 자연흡기 608ps/8,700rpm 사양의 가솔린 엔진과 286ps의 전기모터가 조합된 PHEV 시스템이 탑재되어 있다. 시스템 출력 887ps에 917~1,280Nm의 토크를 발휘한다. EV모드도로 30km를 주행할 수 있다.

 

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3. BMW – 4.4리터 V8 트윈 터보 : 그룹 내 N63B44형 90도 V8 엔진이 베이스다. 일반적인 것과는 반대로 배기 포트를 V뱅크 안쪽에 설계하고 터보 유닛을 V뱅크 사이에 위치하는 핫 인사이드식 레이아웃을 채용해 패키지 효율 향상을 노리고 있다. 4,394cc V8 트윈 스크롤 터보로 보어X스트로크는 89.0X88.3mm. 고정밀 이그니션, 밸브트로닉, 더블 VANOS BMW의 첨단 엔진 헤드 기술을 망라하고 있다.


베이스 버전 N63B44Bgud(450ps, 650Nm)은 550i, 750i, 650i, X6 xDrive50i 등에 탑재된다. 전용 설계로 된 고성능 버전 S63B44B형(560ps, 680Nm)은 M5, M6, X5M, X6M 등에 탑재된다.

 

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4.메르세데스 AMG - 4.7리터 V8 트윈 터보 : 다임러 AG에는 메르세데스 벤츠에 4,663cc V8 M278형과 메르세데스 AMG에는 5,461cc M157형 3,982cc M176형 등 두 가지 V8엔진이 있다.  M278형은 92.9X86.0mm숏 스트로크로 최고출력 455ps를 발휘하며 에 엔진은 S550롱과 메르세데스 마이바흐 S550에 탑재된다.


M157형은 585ps, 98.0X90.5mm로 메르세데스 AMG S63등에 탑재된다 가장 최신 버전인 M176형은 83.0X92.0mm 롱 스트로크 타입으로 사형단조&클로즈드 데크의 알루미늄 크랭크케이스, 터보차저를 V뱅크 안쪽에 위치하는 핫 인사이드식 레이아웃을 택하고 있다. 표준 모델은 G550에, 그 이외는 모두 메르세데스 AMG 모델에 탑재된다. 사양은 C63 탑재가 476ps, 650Nm.

 

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5. 아우디 - 4리터 V8트윈 터보 : 마찬가지로 핫 인사이식 V8로 3,993cc 90도 V뱅크로 84.5X89.0mm. S플러스에서는 605ps, 700Nm을 발휘한다. 이 보어X스트로크를 가진 V8엔진은 그룹 내에서 2012년에 출시된 아우디 S8이 처음이었다. 이 엔진을 모듈러화한 것이 앞서 소개한 포르쉐 파나메라와 카이엔 등에 탑재되는 4리터 V8이다. 이 엔진은 RS6아반트, RS7스포츠백 등에 탑재되어 있는데 앞으로는 포르쉐의 V8로 대체될 것으로 알려졌다. 이는 차세대 A8과 신형 Q7 등에 아우디가 자체 개발한 MLB Evo플랫폼이 아닌 MSB 플랫폼으로 개발되고 있다는 것과 맞물려 있는 내용이다.

 

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6. 재규어랜드로버 - 5리터 V8 수퍼차저 : 재규어랜드로버에도 V형 8기통 엔진이 있다. AJ133형으로 명명된 4,999cc V8 수퍼차저로 보어X스트로크는 92.5X93.0mm의 스퀘어 타입. 재규어의 스포츠카인 F타입R 버전에서는 550ps 680Nm을 발휘한다. 랜드로버에서는 AJ133 패밀리를 LR-V8이라고 칭한다. 현행 V8 탑재차는 레인지로버, 레인지로버 스포츠, 레인지로버 SV오토바이오그래피 등으로 최고출력 510ps, 최대토크 625Nm을 발휘한다. 레인지로버 스포츠 SVR에는 550ps, 680Nm까지 증강된 것이 탑재된다.

 

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7.포드 - 5리터 V8 자연흡기 : 포드의 V형 8기통 엔진은 머스탱의 6세대 진화와 함께 기존 엔진의 밸브트레인과 실린더 헤드를 중심으로 개량했다. 익스플로러와 익스피디션까지 다운사이징한 포드 모델에는 V8엔진이 없다. 머스탱과 파생 모델들-셸비 GT350R, F-150의 풀 사이즈 수퍼 듀티-에만 남아 있다. 4,951cc 자언흡기로 보어X스트로크 92.2X92.7mm 스퀘어 타입. 최고출력 422마력, 최대토크 529Nm을 발휘하는 V8 엔진이 올라간다. 파워가 5% 증강되고 연비성능이 5% 향상됐다. 새로 개발한 인테이크 매니폴드가 저속역에서의 흡기 성능을 향상시킨다. 이것이 연비와 아이들링의 안정성, 배출가스의 저감에 효과를 발휘한다.

 

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8.GM - 6.2리터 V8 수퍼차저 : 불과 얼마 전까지만 해도 쉐보레의 스포츠 모델 콜벳 시리즈에는 6.2리터 OHV V8 430마력, 7.0리터 OHV V8 505마력, 6.2리터 OHV V8 수퍼차저 638마력 등이 있었다. 지금은 대부분 다운사이징이 추구되어 SUV와 대형 세단에도 3.6리터 V6 직분 자연흡기 엔진이 탑재되는 등 정리 통합되었다. 콜벳 Z06에 탑재되는 엔진은 6,153cc V8 직분 수퍼차저다. 보어X스트로크 103.2X92.0mm의 숏 스트로크 타입으로 최고출력 659cc, 최대토크 881Nm을 발휘한다. 캐딜락 에스컬레이드도 새로 개발된 6.2리터 V8로 통일했으며 여기에 쉐보레 서버번에는 5.3리터 에코텍3 V8이 탑재되어 있다.

 

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9.렉서스 – 5리터 V8 자연흡기 : 일본 시장의V8은 토요타 랜드크루저와 렉서스 LS460, LS600h, LX 등이 전부다. 여기에 고성능 버전인 RC F 와 GS F 에 야마하와 협력해 개발한 고성능 V8엔진 2UR-GSE형이 탑재되어 있다. 랜드크루저 등에 탑재되는 엔진은 4,608cc 94.0X83.0mm의 숏 스트로크 타입이다. F타입용의 고성능 버전은 4,968cc 보어X스트로크가 94.0X89.5mm이다. 여기에 2017년 여름 출시 예정인 LC에도 V형 8기통 엔진이 탑재된다. 사양은 최고출력 475ps, 최대토크 530Nm 으로 F타입 모델들과 같지만 체감되는 성능은 다를 것으로 기대하고 있다.

 

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10. 제네시스 - 5리터 V8 자연흡기 : 현대차그룹의 플래그십 엔진은 5,038cc V8 DOHC 직분사 타우 가솔린. 제네시스 EQ900과 기아 K9 등에 탑재된다. 최고출력은 425ps/6,400rpm, 최대토크는 52.0kgm/5,000rpm. 타우 엔진은 2009년 4.6리터로 선보였다가 나중에 5.0리터로 확대된 것이다. 당시 현대 에쿠스에 탑재되었던 타우 엔진은 배기량 4,628cc에 최고 출력은 366마력/6,500rpm, 최대 토크는 44.8kg.m/3,500rpm이었다. V8 타우 엔진은 한국 메이커로는 처음으로 워즈 오토가 선정하는 10대 최고 엔진에 선정되기도 했다.

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