BMW의 신 개발 직렬 6기통 엔진
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글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)|
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승인 2004-09-04 12:00:36 |
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BMW의 신 개발 직렬 6기통 엔진
BMW가 새로 개발한 직렬 6기통 엔진을 선보였다. 소형 모델인 1시리즈를 제외하고 전 모델에 탑재될 예정인 직렬 6기통 엔진은 숙성을 거듭해 등장했다. 개발 테마는 단순히 고성능이라고하는 것만이 아닌 전 세계에서 사용되는 엔진이라고 하는 점도 고려되어 있다. 즉 가솔린의 질이 높은 나라에서 뿐만 아니라 질이 나쁜 연료로도 충분한 성능을 발휘할 수 있는 엔진을 추구하고 있다는 얘기이다.
코드넘버 N52B30이 새로운 3리터 직렬 6기통 가솔린 엔진의 형식이다. N은 New Generation을 의미하며 가솔린의 경우는 기본적으로 밸브트로닉 기술을 채용한 엔진에 부여된다. 6기통 엔진이 N으로 됨으로써 이미 N으로 되어 있는 4기통, 8기통, 12기통과 함께 BMW 가솔린 엔진(M용을 제외하고) 모든 기통수에 밸브트로닉이 채용되게 되었다.
이 새로운 직렬 6기통 엔진은 단순히 밸브트로닉이 채용된 것만은 아니다. 극히 가벼운 금속소재로서 알려져 있는 마그네슘이 실린더 블록에 채용되었다. V6 엔진과 비교해 직렬 6기통 엔진의 큰 단점으로 알려져 있는 중량을 경감하기 위해서다. 마그네슘 소재는 무엇보다 플라스틱처럼 가볍기는 하지만 실은 물에 약하다. 그래서 BMW는 특수한 마그네슘 합금을 개발해 특허를 취득했다. 그리고 실린더 주위는 지금까지대로 알루미늄 합금으로, 그 외측을 특수 마그네슘 합금으로 된 크랭크케이스(실린더 블록)를 만들어낸 것이다. 이것을 마그네슘/알루미늄 크랭크케이스라고 부른다.
또 이 신형 직렬 6기통 엔진은 마그네슘 합금의 채용 이외의 부분에서도 경량화가 추구되어 있다. 흡배기용으로 더블로 설계된 VANOS(Variable Camshaft Timing)기구에도 알루미늄 소재가 채용되었다. 그리고 캠 샤프트도 중공(中空) 형상으로 되어 놀라울 정도의 경량화를 실현하고 있다.
이들 경량화 대책에 의해 커넥팅 로드를 포함해 종래형이 171kg이었던 것을 161kg으로 낮추어 10kg의 경량화를 이루어냈다. 밸브트로닉 기구를 새롭게 채용하고도 10kg을 저감했다는 것은 큰 의미가 있는 것이다.
새로운 시스템 중에 흥미로운 것은 ‘일렉트릭 워터 펌프(Electric Water Pump)’다. 기존의 워터 펌프는 크랭크샤프트에서의 벨트를 매개로 항상 회전하고 있다. 이것을 모터와 일체화된 전동 워터 펌프로 변경하면 필요할 때만 회전할 수 있게 된다. 그렇게 하면 파워 손실이 없어지고 연비도 좋아지게 된다. 다시 말하자면 전동 파워 스티어링과 같은 개념인 것이다.
그리고 필요가 없을 때에는 냉각수가 순환하지 않기 때문에 효과적으로 가열 운전을 마치는 것이 가능하다. 냉각수가 식었을 때는 주행 중에도 워터 펌프를 작동시키지 않는 것이다. 가열이 빨리 된다고 하는 것은 빨리 정상운전온도에 달하기 때문에 배기가스도 빨리 깨끗해지고 연비도 그만큼 좋아진다. 더불어 엔진의 손상도 줄어들며 그로 인해 내구성도 향상된다.
또 유량조절식 오일 펌프는 엔진오일의 수급관계 밸런스를 맞추는데는 좋은 시스템이다. 엔진 회전수와 유온등에 따라 오일의 토출량을 변화시킨다. 하지만 이들의 효과에 따라 종래와 비교해 무려 12%의 연비가 향상될 수 있다는 점이 놀랍다.
저연비화만이 아니라 새로운 직렬 6기통 엔진은 토크와 파워의 증강도 물론 이루어내고 있다. 지금까지 3,500rpm에서 발휘하던 최대토크는 2,500∼4,000rpm이라고 하는 넓은 회전역에 걸쳐 같은 300Nm을 발휘한다. 더욱 저중속 토크는 지금까지 보다 훨씬 두터워졌다. 파워도 마찬가지로 170kW/5,900rpm에서 190kW/6,600rpm 으로 향상되었다.
이 신형 직렬 6기통 엔진은 2004년 9월부터 생산이 시작된다고 한다. 그리고 처음으로 이 엔진을 탑재하게 될 모델은 630Ci라고.
또 하나의 새로운 직렬 6기통 엔진은 3리터 디젤 엔진 N52D30형이다. 이 신형 디젤엔진은 트윈 터보를 채용하는데 큰 특징은 그 흡배기계 시스템에 있다. 크고 작은 두 개의 터보를 장비하는데 그 파이핑 내에 설계된 3개소의 제어 밸브로 배기가스의 흐름과 흡입공기의 흐름을 제어한다. 두 개의 터빈을 원활히 회전시키는 것으로 효율이 좋고 그리고 응답성 좋은 흡입공기를 실린더로 보내는 가변(Variable) 트윈 터보 방식인 것이다.
극히 간단하게 말하자면 배기가스는 작은 터빈을 돌리고 큰 터빈으로 간다. 그리고 흡입공기는 큰 터빈을 통해 작은 터보로 향한다. 제어 밸브는 배기측에 두 개, 흡기측에 하나다. 이 밸브가 엔진 회전수에 맞춰 공기와 배기가 흐르는 루트를 바꾸어 준다.
1,000rpm 정도를 중심으로 한 700∼1,500rpm 에서는 배기가스는 작은 터보를 돌리고 나서 스탠바이 상태인 큰 터보를 거쳐 머플러로 나간다. 흡기는 큰 터보를 통과해 빠져 나간 후 작은 터보로 과급시킨다. 이 흐름에 따라 저속 토크가 발생되고 엑셀러레이터 페달에 대한 응답성도 좋아진다.
다음으로 2,000rpm을 중심으로 한 1,500∼2,500rpm 에서는 배기가스는 작은 터보를 회전시키면서 컨 터보를 돌린다. 이때 흡입공기는 우선 큰 터보로 가볍게 과급된 후에 작은 터버로도 과급되어 실린더로 들어가는 2 단계 과급 방식으로 된다.
3,250rpm을 중심으로 2,500∼4,000rpm 의 중고속회전역에서는 배기측에 있는 하나의 제어 밸브에 의해 거의 배기가스 전량으로 큰 터보를 돌린다. 그리고 흡기는 큰 터보만으로 과급된 상태로 된다. 작은 터보는 이때 대기상태이고 이로서 효율 좋은 높은 과급압이 확보될 수 있다.
레드존에 가까운 4,500rpm 전후의 고회전 영역에서는 배기가스는 일부가 바이패스 상태로 되고 전량보다 적은 유량으로 큰 터보를 돌리는 것으로 배기저항을 적게한다. 작은 터보는 대기상태인 채로다.
이 엔진의 성능은 상당한 것이다. 그 때문에 탑재되는 5시리즈 모델명이 배기량대로 표기되지 않을 정도다. 3리터인데 535d라며 명명된 것이다. 최대토크는 겨우 2,000rpm에서 560Nm이라고 하는 가공할 성능. 그리고 최고출력은 200kW(272ps)/4,400rpm을 발생한다. 유럽에서는 디젤의 수요가 급상승하고 있는 상황에서 이 강력한 엔진의 활약도 대단할 것으로 보인다.
BMW가 새로 개발한 직렬 6기통 엔진을 선보였다. 소형 모델인 1시리즈를 제외하고 전 모델에 탑재될 예정인 직렬 6기통 엔진은 숙성을 거듭해 등장했다. 개발 테마는 단순히 고성능이라고하는 것만이 아닌 전 세계에서 사용되는 엔진이라고 하는 점도 고려되어 있다. 즉 가솔린의 질이 높은 나라에서 뿐만 아니라 질이 나쁜 연료로도 충분한 성능을 발휘할 수 있는 엔진을 추구하고 있다는 얘기이다.
코드넘버 N52B30이 새로운 3리터 직렬 6기통 가솔린 엔진의 형식이다. N은 New Generation을 의미하며 가솔린의 경우는 기본적으로 밸브트로닉 기술을 채용한 엔진에 부여된다. 6기통 엔진이 N으로 됨으로써 이미 N으로 되어 있는 4기통, 8기통, 12기통과 함께 BMW 가솔린 엔진(M용을 제외하고) 모든 기통수에 밸브트로닉이 채용되게 되었다.
이 새로운 직렬 6기통 엔진은 단순히 밸브트로닉이 채용된 것만은 아니다. 극히 가벼운 금속소재로서 알려져 있는 마그네슘이 실린더 블록에 채용되었다. V6 엔진과 비교해 직렬 6기통 엔진의 큰 단점으로 알려져 있는 중량을 경감하기 위해서다. 마그네슘 소재는 무엇보다 플라스틱처럼 가볍기는 하지만 실은 물에 약하다. 그래서 BMW는 특수한 마그네슘 합금을 개발해 특허를 취득했다. 그리고 실린더 주위는 지금까지대로 알루미늄 합금으로, 그 외측을 특수 마그네슘 합금으로 된 크랭크케이스(실린더 블록)를 만들어낸 것이다. 이것을 마그네슘/알루미늄 크랭크케이스라고 부른다.
또 이 신형 직렬 6기통 엔진은 마그네슘 합금의 채용 이외의 부분에서도 경량화가 추구되어 있다. 흡배기용으로 더블로 설계된 VANOS(Variable Camshaft Timing)기구에도 알루미늄 소재가 채용되었다. 그리고 캠 샤프트도 중공(中空) 형상으로 되어 놀라울 정도의 경량화를 실현하고 있다.
이들 경량화 대책에 의해 커넥팅 로드를 포함해 종래형이 171kg이었던 것을 161kg으로 낮추어 10kg의 경량화를 이루어냈다. 밸브트로닉 기구를 새롭게 채용하고도 10kg을 저감했다는 것은 큰 의미가 있는 것이다.
새로운 시스템 중에 흥미로운 것은 ‘일렉트릭 워터 펌프(Electric Water Pump)’다. 기존의 워터 펌프는 크랭크샤프트에서의 벨트를 매개로 항상 회전하고 있다. 이것을 모터와 일체화된 전동 워터 펌프로 변경하면 필요할 때만 회전할 수 있게 된다. 그렇게 하면 파워 손실이 없어지고 연비도 좋아지게 된다. 다시 말하자면 전동 파워 스티어링과 같은 개념인 것이다.
그리고 필요가 없을 때에는 냉각수가 순환하지 않기 때문에 효과적으로 가열 운전을 마치는 것이 가능하다. 냉각수가 식었을 때는 주행 중에도 워터 펌프를 작동시키지 않는 것이다. 가열이 빨리 된다고 하는 것은 빨리 정상운전온도에 달하기 때문에 배기가스도 빨리 깨끗해지고 연비도 그만큼 좋아진다. 더불어 엔진의 손상도 줄어들며 그로 인해 내구성도 향상된다.
또 유량조절식 오일 펌프는 엔진오일의 수급관계 밸런스를 맞추는데는 좋은 시스템이다. 엔진 회전수와 유온등에 따라 오일의 토출량을 변화시킨다. 하지만 이들의 효과에 따라 종래와 비교해 무려 12%의 연비가 향상될 수 있다는 점이 놀랍다.
저연비화만이 아니라 새로운 직렬 6기통 엔진은 토크와 파워의 증강도 물론 이루어내고 있다. 지금까지 3,500rpm에서 발휘하던 최대토크는 2,500∼4,000rpm이라고 하는 넓은 회전역에 걸쳐 같은 300Nm을 발휘한다. 더욱 저중속 토크는 지금까지 보다 훨씬 두터워졌다. 파워도 마찬가지로 170kW/5,900rpm에서 190kW/6,600rpm 으로 향상되었다.
이 신형 직렬 6기통 엔진은 2004년 9월부터 생산이 시작된다고 한다. 그리고 처음으로 이 엔진을 탑재하게 될 모델은 630Ci라고.
또 하나의 새로운 직렬 6기통 엔진은 3리터 디젤 엔진 N52D30형이다. 이 신형 디젤엔진은 트윈 터보를 채용하는데 큰 특징은 그 흡배기계 시스템에 있다. 크고 작은 두 개의 터보를 장비하는데 그 파이핑 내에 설계된 3개소의 제어 밸브로 배기가스의 흐름과 흡입공기의 흐름을 제어한다. 두 개의 터빈을 원활히 회전시키는 것으로 효율이 좋고 그리고 응답성 좋은 흡입공기를 실린더로 보내는 가변(Variable) 트윈 터보 방식인 것이다.
극히 간단하게 말하자면 배기가스는 작은 터빈을 돌리고 큰 터빈으로 간다. 그리고 흡입공기는 큰 터빈을 통해 작은 터보로 향한다. 제어 밸브는 배기측에 두 개, 흡기측에 하나다. 이 밸브가 엔진 회전수에 맞춰 공기와 배기가 흐르는 루트를 바꾸어 준다.
1,000rpm 정도를 중심으로 한 700∼1,500rpm 에서는 배기가스는 작은 터보를 돌리고 나서 스탠바이 상태인 큰 터보를 거쳐 머플러로 나간다. 흡기는 큰 터보를 통과해 빠져 나간 후 작은 터보로 과급시킨다. 이 흐름에 따라 저속 토크가 발생되고 엑셀러레이터 페달에 대한 응답성도 좋아진다.
다음으로 2,000rpm을 중심으로 한 1,500∼2,500rpm 에서는 배기가스는 작은 터보를 회전시키면서 컨 터보를 돌린다. 이때 흡입공기는 우선 큰 터보로 가볍게 과급된 후에 작은 터버로도 과급되어 실린더로 들어가는 2 단계 과급 방식으로 된다.
3,250rpm을 중심으로 2,500∼4,000rpm 의 중고속회전역에서는 배기측에 있는 하나의 제어 밸브에 의해 거의 배기가스 전량으로 큰 터보를 돌린다. 그리고 흡기는 큰 터보만으로 과급된 상태로 된다. 작은 터보는 이때 대기상태이고 이로서 효율 좋은 높은 과급압이 확보될 수 있다.
레드존에 가까운 4,500rpm 전후의 고회전 영역에서는 배기가스는 일부가 바이패스 상태로 되고 전량보다 적은 유량으로 큰 터보를 돌리는 것으로 배기저항을 적게한다. 작은 터보는 대기상태인 채로다.
이 엔진의 성능은 상당한 것이다. 그 때문에 탑재되는 5시리즈 모델명이 배기량대로 표기되지 않을 정도다. 3리터인데 535d라며 명명된 것이다. 최대토크는 겨우 2,000rpm에서 560Nm이라고 하는 가공할 성능. 그리고 최고출력은 200kW(272ps)/4,400rpm을 발생한다. 유럽에서는 디젤의 수요가 급상승하고 있는 상황에서 이 강력한 엔진의 활약도 대단할 것으로 보인다.
