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메르세데스 벤츠, 미래는 HCCI 엔진이다.

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글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)
승인 2005-12-30 05:45:52

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메르세데스 벤츠, 미래는 HCCI 엔진이다.

올해로 11회째를 맞는 다임러크라이슬러 심포지엄이 개최되었다. 올해의 테마는 ‘지속가능한 자동차사회를 목표로’. 지구 환경과 공존하고 있는 자동차의 미래에 관해 메르세데스 벤츠의 개발자, 대학교수, 전문가에 의한 프리젠테이션과 의견 교환이 이루어졌다. 첫 번째 연사는 다임러크라이슬러사에서 차체와 파워트레인 연구를 총괄하며 최고환경책임자를 겸하고 있는 헤르베르트 콜라 박사. 콜라 박사는 뉴 S클래스의 환경 성능을 예로 메르세데스사의 환경에의 노력에 관해 설명했다.
다임러크라이슬러에서는 ‘자동차를 만들 때’와 ‘자동차를 사용할 때’ 등 크게 두 가지로 나누어 환경문제를 고찰하고 있다고 한다. 전자는 공장에서의 폐기물을 줄이는 것과 리사이클성을 고려한 신차의 설계를 통해 자동차의 생산을 순환형으로 이행시키는 작업이다. 메르세데스 벤츠 뉴 S클래스에서는 단 15분만에 30kg이라고 하는 대량의 플라스틱을 제거할 수가 있으며 부품의 95%가 회수가 가능하며 85%가 리사이클이 가능하게 되었다고 한다.
S클래스에서는 또 하나의 두드러진 시도가 있다. 나무와 종이, 울, 코코넛 섬유, 아마라고 하는 재생 가능한 식물에서 유래한 소재를 적극적으로 채용하고 있는 것. 놀랍게도 선대 모델보다 73%나 많은 43kg의 식물계 소재가 사용되어 있다. 구체적으로는 시트쿠션과 백 레스트에 코코넛 섬유가 사용되어 있고 리어 시트 뒤쪽의 선반에 아마를 사용하고 있다. 이들의 소재는 글래스파이버보다 가볍고 플라스틱의 원료인 화석연료를 절약할 수 있다고 하는 장점이 있다. 또한 원료인 식물이 유성되는 과정에서 CO2를 흡수하기 때문에 이산화탄소가 감소도, 증가도 하지 않은 상태로 된다.
다음으로 ‘자동차를 사용할 때’에 무엇보다 배출가스의 문제다. 다임러크라이슬러에서는 궁극의 파워트레인은 연료전지차라고 못밖고 있으나 연료전지차의 본격 보급은 앞으로도 많은 시간이 필요할 전망. 그래서 메르세데스는 그 시기가 올 때까지 내연기관의 최적화, 현재의 연료의 개선, 대체연료의 연구, 하이브리드카의 순으로 기술을 축적해 간다는 방침이다. 원래 다른 나라에 비해 대기의 흐름이 좋은 유럽에서는 PM(입자상 물질), NOx(질소산화물) 등 유해물질이 쌓이지 않기 때문에 배기가스 규제도 그만큼 느슨한 편. 하지만 1993년에 유로1이 도입된 이후부터 급속히 배기가스의 클린화가 진행되어 오고 있다.
예를 들면 메르세데스 벤츠 C클래스에서는 NOx, PM, 미연소가스 등 유해가스가 1995년과 비교해 전체로 75%나 저감되었다. 특히 DPF(Diesel Particulate Filter :디젤 분진 필터)의 도입에 의해 PM은 90% 이상 제거되고 있다. 가까운 미래에 고효울 파워트레인으로서 주목되는 것은 메르세데스가 디조트라고 칭하는 이상적인 내연기관 HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition=예혼합압축자기착화)다. 그 이름대로 통상의 가솔린 엔진=오토 사이클과 디젤 엔진의 중간에 해당하는 연소방식으로 가솔린 엔진처럼 연료와 공기를 사전에 균일하게 혼합하는 것에 의해 배기가스를 클린하게 하고 디젤엔진처럼 플러그가 없이도 자기 착화하는 고압축화로 연비를 향상시킨다는 것. 가솔린과 디젤 엔진의 장점만을 취한 연소방식인 것이다.
이미 메르세데스 벤츠는 가솔린 엔진의 직접분사화와 디젤 엔진의 부분적 균질연소 기술이 등장해 각각 진화하고 있지만 재생 가능한 연료도 연구되고 있고 식물에서 유래한 합성연료 BTL(Biomass to Liquid)의 제조기술을 가진 ‘쇼레인’사와 함께 풀과 나무 등에서 경유를 화학적으로 합성하는 경유 ‘선 디젤’의 실증실험을 해 오고 있다.
석유회사인 셸(Shell)과 협력해 장차 유럽 연료수요의 20% 가까이를 식물에서 만들어지는 바이오 연료로 커버할 것이라고 하는 계산을 하고 있다. 그리고 2005년 가을 프랑크푸르트쇼에서 파격적으로 발표한 하이브리드카의 전략과 유럽 10개 도시에서 행해지고 있는 연료전지 버스의 실증 시험에 관해서도 소개했다. 그중에서도 동경모터쇼에 출품한 연료전지 컨셉트카 「F600 하이제니어스( HY GENIOUS)」의 진화도 눈길을 끌었다. 심장부인 연료전지 스택을 소형화하고 출력을 30% 이상, 토크는 최대 66% 향상시킨 것이다. 또 연료전지차에서 문제로 되어 있는 저온 시동성도 개선되어 있으며 마이너스 25℃에서도 작동될 수 있도록 발전되어 있다.
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