인터뷰-BMW 디젤 엔진 개발 이사 프리츠 슈타인파저
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글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)|
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승인 2007-03-27 06:41:56 |
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인터뷰-BMW 디젤 엔진 개발 이사 프리츠 슈타인파저
BMW Innovation Day 2007, Efficient Dynamics의 공식 출범 행사장과 이튿날 오스트리아 찰스부르크 서키트(Salzburgring: http://www.salzburgring.com)에서의 BMW 신형 직렬 6기통 디젤엔진 탑재차량 시험 주행장에서 디젤 엔진 개발 이사 프리츠 슈타인파저(Fritz Steinparzer)를 만나 디젤 엔진에 대한 그들의 생각과 앞으로의 전략에 대해 들었다.
대담·글/채영석(글로벌오토뉴스 국장)
사진/맥스(Max Kirchbauer; BMW 전속 프리랜서 사진작가)
BMW의 디젤엔진에 대한 기본적인 컨셉은 가솔린 엔진과 마찬가지로 Efficient Dynamics를 바탕으로 하고 있다. Efficient Dynamics 란 우선 파워 트레인 기술의 혁신을 비롯해 에너지 흐름의 효율적인 관리, 엔진 및 차체의 경량화 설계, 그리고 에어로 다이나믹스로 요약된다. 다시 말하면 성능은 향상시키고 차체의 중량은 줄여 연료소비는 줄인다는 것. 물론 연료소비를 줄이는 것은 유해 배출가스 저감과 직결되는 것이기 때문에 21세기 최대의 과제인 친환경 자동차 개발에도 기여하게 된다. 그러면서도 BMW의 브랜드 이미지인 다이나믹성을 살려낸다고 하는 것이 Efficient Dynamics의 기본 테마다.
BMW는 특히 이산화탄소 배출량의 획기적인 저감을 강조했는데 가솔린과 디젤 모두 EU는 물론이고 다른 지역의 규정도 클리어 할 수 있는 수준을 달성했다고 주장했다.
BMW가 이번에 발표한 직렬 4기통 디젤엔진을 비롯해 전 파워 트레인 라인업에 목표로 설정하고 있는 것은 세그먼트 최고의 성능과 연비를 비롯해 초경량 컴팩트 디자인, 그리고 미래의 디젤 시장의 개척자로서의 역할을 수행한다는 것이다. 다시 말하면 엄격한 배기가스 규제로 통제하고 있는 미국과 일본을 비롯한 미 개척 시장에서의 첨병역할을 하겠다는 것이다. 물론 아직은 메르세데스 벤츠와 폭스바겐에 비해서는 행보가 뒤져 있지만 시간적인 갭을 극복하겠다는 의지의 표현이라고 할 수 있을 것이다.
“가솔린 엔진에서와 마찬가지로 출력을 10kW 향상시키면서도 중량을 17kg 저감해 연비를 15% 개선한 것이 특징이다. 이것은 물론 여러 번 설명했듯이 Efficient Dynamics의 기본 테마다. 경량화를 위해 완전 알루미늄 크랭크케이스를 채용하고 원통형 패키지 시스템을 채용했다. 더불어 체인하우스를 뒤쪽에 설계해 보닛 후드라인을 낮게 설계했으며 그로 인해 보행자 보호를 위한 최적의 조건을 달성하고 있다.”
그러니까 엔진의 성능을 늘려야 한다는 유저들의 욕구를 충족시키면서 동시에 환경문제에 대한 배려도 했다는 얘기이다.
엔진 성능 향상을 위해서는 1800바 압력의 피에조 인젝터를 채용한 3세대 커먼레일 시스템 등이 주요 포인트이며 이 외에도 마찰저항을 최소화하기 위한 오일 및 저압 펌프, 피스톤 링, 베어링 등에 개량이 가해졌다. 여기에 영구적으로 사용할 수 있는 2세대 DPF(Diesel particulate filter)를 설계해 NOx 등 유해배기가스 배출을 최소화하고 있다.
“2006년 이벤트를 통해 소개한 브레이크 에너지 회생 시스템과 새로 개발한 하이브리드 컨셉은 오토 스타트/스톱 기능, 그리고 최적의 기어단수를 표시해 주는 기능 등 주어진 조건에서 Efficient Dynamics를 실현하기 위한 모든 수단이 강구되어 있다. 물론 저항이 적은 타이어의 장착과 액티브 에어로 다이나믹 시스템 등도 여기에 속한다. 그렇게 해서 118d의 최고출력이 10.5% 증강된 143마력에 달하며 이산화탄소도 123 g/km로 최저 수준을 달성하고 있다. 우리의 이런 노력은 수치로 잘 나타나있다. 1997년 325td의 최고출력이 85kW였는데 2007년형 320d는 무려 53%가 증강된 130kW에 달하며 연비도 7.4 ltr/100 km에서 4.9 ltr/100 km로 35%나 개선되었다. 이는 성능과 이산화탄소 배출 정도에서 동급 최고의 수치다.“
또 하나 간과할 수 없는 대목은 직렬 4기통 엔진에는 처음으로 채용된 2스테이지 터보차저 시스템이다. 이로 인해 4기통이면서 6기통의 성능을 발휘한다는 것이다. 특히 엔진에 따라 2,000바의 피에조 인젝터를 사용한 커먼레일 시스템을 처음 적용한 것도 특징이다. 그 결과는 리터당 출력 75kW로 나타나고 있다.
2006년 이벤트에서 소형 트윈터보를 직렬 6기통에 채용했던 BMW가 이번에는 크고 작은 두 개의 수퍼차저를 채용해 상황에 따라 가변으로 과급을 조절하는 방식을 활용해 성능을 향상시키고 있는 것이다.
“문제는 335i와 335의 경우 고압의 실린더 압력이 필요하고 큰 토크를 살리기 위한 기어박스를 탑재해야 하므로 아직은 가격적인 측면에서 디젤이 비싸지만 효율을 고려한다면 결코 비싸다고 할 수 없다. “
그는 앞으로의 디젤 시장의 전망에 대해서는 크게 두 가지 방향으로의 전개를 예상했다.
“ 앞으로는 이산화탄소의 배출량을 어떻게 규제하느냐에 따라 달라질 것이다. 특히 지구온난화문제가 더욱 첨예한 이슈로 대두한 현 시점에서는 가솔린에 비해 디젤엔진의 우위성이 더욱 분명해질 것이며 미국과 일본을 비록한 일부 국가를 제외하고는 대부분 유럽의 규제 기준을 따를 것으로 보인다. 여기에 SCR 후처리 시스템의 적용으로 디젤엔진의 아킬레스건인 질소산화물 배출도 해결단계에 있어 앞으로는 지금까지와는 다른 양상으로 전개될 것이다. “
이에 대해서는 글로벌오토뉴스 스페셜 이슈난을 통해 여러 차례 소개한 바가 있지만 다시한번 요약한다.
미국과 일본에서 디젤차에 대해 가장 크게 거부감을 일으키는 요인 중 하나인 질소산화물과 PM, 즉 매연은 그 연소방식과 깊은 관계가 있다. 공기와 연료가 에너지 효율이 높은 공연비로 연소될 때에는 NOx가 생성되며 PM은 디젤 자체의 특징인 급속한 연소의 결과 타고 남은 물질인 것이다.
그것을 해결하기 위한 방법으로 연소 후의 후처리 기술이 등장했으며 이 기술의 진화 또한 디젤을 새로이 주목받게 한 장본인이다. 그 후처리 기술 중 하나가 DPF(Diesel Particulate Filter)다. 프랑스 푸조등에 높은 기술력을 보이고 있는 것으로 배기가스 중에 PM을 거르는 필터로 디젤 미립자 필터라고 칭한다. 필터에 쌓인 PM은 순차적으로 촉매 연소시킴으로써 해결된다.
또 다른 해결방법으로서는 메르세데스 벤츠의 경우 블루텍이라고 명명한 후처리 시스템을 개발했다.기본적인 컨셉은 DeNOx 촉매에 저장된 Nox를 환원, 다시 연료중에 포함된 미량의 암모니아성분을 취출해 선택환원촉매(SCR)로 화학반응시켜 다시 NOx를 정화시킨다고하는 것.
일본 혼다도 최근 발표한 디젤 엔진에 NOx촉매를 채용했다. 특수한 2층 구조의 촉매로 뇨소등의 부가물질을 사용하지 않고 NOx를 환원한다고 하는 획기적인 방식이다. 1층 째의 촉매에서 NOx흡착과 암모니아 생성을 하고 이 암모니아를 사용해 2층째에서 NOx를 환원한다고 하는 것. 이 역시 앞으로 등장하게 될 디젤 엔진에 채용될 획기적인 기술이라는 평가를 받고 있다.
“BMW도 직렬 6기통 디젤엔진에 SCR시스템을 채용하고 있으며 2008년에는 미국시장의 규제 기준을 클리어할 수 있는 유일한 디젤엔진으로 부각될 것이다.”
늦게 선을 보인 것은 분명하지만 최종적인 단계에서는 ‘엔진의 BMW’다운 높은 수준의 성능을 선보인다는 얘기이다.
BMW는 Efficient Dynamics 의 공식 출범을 선언한 Innovation Day 2007 이벤트의 마무리를 레이싱 서키트에서의 디젤엔진 차량 시험 주행으로 했다. 그들이 항상 주장해온 달리는 즐거움이라는 명제를 디젤엔진으로서도 충분히 실현할 수 있는 수준에 달했음을 강조하기 위함이다.
BMW Innovation Day 2007, Efficient Dynamics의 공식 출범 행사장과 이튿날 오스트리아 찰스부르크 서키트(Salzburgring: http://www.salzburgring.com)에서의 BMW 신형 직렬 6기통 디젤엔진 탑재차량 시험 주행장에서 디젤 엔진 개발 이사 프리츠 슈타인파저(Fritz Steinparzer)를 만나 디젤 엔진에 대한 그들의 생각과 앞으로의 전략에 대해 들었다.
대담·글/채영석(글로벌오토뉴스 국장)
사진/맥스(Max Kirchbauer; BMW 전속 프리랜서 사진작가)
BMW의 디젤엔진에 대한 기본적인 컨셉은 가솔린 엔진과 마찬가지로 Efficient Dynamics를 바탕으로 하고 있다. Efficient Dynamics 란 우선 파워 트레인 기술의 혁신을 비롯해 에너지 흐름의 효율적인 관리, 엔진 및 차체의 경량화 설계, 그리고 에어로 다이나믹스로 요약된다. 다시 말하면 성능은 향상시키고 차체의 중량은 줄여 연료소비는 줄인다는 것. 물론 연료소비를 줄이는 것은 유해 배출가스 저감과 직결되는 것이기 때문에 21세기 최대의 과제인 친환경 자동차 개발에도 기여하게 된다. 그러면서도 BMW의 브랜드 이미지인 다이나믹성을 살려낸다고 하는 것이 Efficient Dynamics의 기본 테마다.
BMW는 특히 이산화탄소 배출량의 획기적인 저감을 강조했는데 가솔린과 디젤 모두 EU는 물론이고 다른 지역의 규정도 클리어 할 수 있는 수준을 달성했다고 주장했다.
BMW가 이번에 발표한 직렬 4기통 디젤엔진을 비롯해 전 파워 트레인 라인업에 목표로 설정하고 있는 것은 세그먼트 최고의 성능과 연비를 비롯해 초경량 컴팩트 디자인, 그리고 미래의 디젤 시장의 개척자로서의 역할을 수행한다는 것이다. 다시 말하면 엄격한 배기가스 규제로 통제하고 있는 미국과 일본을 비롯한 미 개척 시장에서의 첨병역할을 하겠다는 것이다. 물론 아직은 메르세데스 벤츠와 폭스바겐에 비해서는 행보가 뒤져 있지만 시간적인 갭을 극복하겠다는 의지의 표현이라고 할 수 있을 것이다.
“가솔린 엔진에서와 마찬가지로 출력을 10kW 향상시키면서도 중량을 17kg 저감해 연비를 15% 개선한 것이 특징이다. 이것은 물론 여러 번 설명했듯이 Efficient Dynamics의 기본 테마다. 경량화를 위해 완전 알루미늄 크랭크케이스를 채용하고 원통형 패키지 시스템을 채용했다. 더불어 체인하우스를 뒤쪽에 설계해 보닛 후드라인을 낮게 설계했으며 그로 인해 보행자 보호를 위한 최적의 조건을 달성하고 있다.”
그러니까 엔진의 성능을 늘려야 한다는 유저들의 욕구를 충족시키면서 동시에 환경문제에 대한 배려도 했다는 얘기이다.
엔진 성능 향상을 위해서는 1800바 압력의 피에조 인젝터를 채용한 3세대 커먼레일 시스템 등이 주요 포인트이며 이 외에도 마찰저항을 최소화하기 위한 오일 및 저압 펌프, 피스톤 링, 베어링 등에 개량이 가해졌다. 여기에 영구적으로 사용할 수 있는 2세대 DPF(Diesel particulate filter)를 설계해 NOx 등 유해배기가스 배출을 최소화하고 있다.
“2006년 이벤트를 통해 소개한 브레이크 에너지 회생 시스템과 새로 개발한 하이브리드 컨셉은 오토 스타트/스톱 기능, 그리고 최적의 기어단수를 표시해 주는 기능 등 주어진 조건에서 Efficient Dynamics를 실현하기 위한 모든 수단이 강구되어 있다. 물론 저항이 적은 타이어의 장착과 액티브 에어로 다이나믹 시스템 등도 여기에 속한다. 그렇게 해서 118d의 최고출력이 10.5% 증강된 143마력에 달하며 이산화탄소도 123 g/km로 최저 수준을 달성하고 있다. 우리의 이런 노력은 수치로 잘 나타나있다. 1997년 325td의 최고출력이 85kW였는데 2007년형 320d는 무려 53%가 증강된 130kW에 달하며 연비도 7.4 ltr/100 km에서 4.9 ltr/100 km로 35%나 개선되었다. 이는 성능과 이산화탄소 배출 정도에서 동급 최고의 수치다.“
또 하나 간과할 수 없는 대목은 직렬 4기통 엔진에는 처음으로 채용된 2스테이지 터보차저 시스템이다. 이로 인해 4기통이면서 6기통의 성능을 발휘한다는 것이다. 특히 엔진에 따라 2,000바의 피에조 인젝터를 사용한 커먼레일 시스템을 처음 적용한 것도 특징이다. 그 결과는 리터당 출력 75kW로 나타나고 있다.
2006년 이벤트에서 소형 트윈터보를 직렬 6기통에 채용했던 BMW가 이번에는 크고 작은 두 개의 수퍼차저를 채용해 상황에 따라 가변으로 과급을 조절하는 방식을 활용해 성능을 향상시키고 있는 것이다.
“문제는 335i와 335의 경우 고압의 실린더 압력이 필요하고 큰 토크를 살리기 위한 기어박스를 탑재해야 하므로 아직은 가격적인 측면에서 디젤이 비싸지만 효율을 고려한다면 결코 비싸다고 할 수 없다. “
그는 앞으로의 디젤 시장의 전망에 대해서는 크게 두 가지 방향으로의 전개를 예상했다.
“ 앞으로는 이산화탄소의 배출량을 어떻게 규제하느냐에 따라 달라질 것이다. 특히 지구온난화문제가 더욱 첨예한 이슈로 대두한 현 시점에서는 가솔린에 비해 디젤엔진의 우위성이 더욱 분명해질 것이며 미국과 일본을 비록한 일부 국가를 제외하고는 대부분 유럽의 규제 기준을 따를 것으로 보인다. 여기에 SCR 후처리 시스템의 적용으로 디젤엔진의 아킬레스건인 질소산화물 배출도 해결단계에 있어 앞으로는 지금까지와는 다른 양상으로 전개될 것이다. “
이에 대해서는 글로벌오토뉴스 스페셜 이슈난을 통해 여러 차례 소개한 바가 있지만 다시한번 요약한다.
미국과 일본에서 디젤차에 대해 가장 크게 거부감을 일으키는 요인 중 하나인 질소산화물과 PM, 즉 매연은 그 연소방식과 깊은 관계가 있다. 공기와 연료가 에너지 효율이 높은 공연비로 연소될 때에는 NOx가 생성되며 PM은 디젤 자체의 특징인 급속한 연소의 결과 타고 남은 물질인 것이다.
그것을 해결하기 위한 방법으로 연소 후의 후처리 기술이 등장했으며 이 기술의 진화 또한 디젤을 새로이 주목받게 한 장본인이다. 그 후처리 기술 중 하나가 DPF(Diesel Particulate Filter)다. 프랑스 푸조등에 높은 기술력을 보이고 있는 것으로 배기가스 중에 PM을 거르는 필터로 디젤 미립자 필터라고 칭한다. 필터에 쌓인 PM은 순차적으로 촉매 연소시킴으로써 해결된다.
또 다른 해결방법으로서는 메르세데스 벤츠의 경우 블루텍이라고 명명한 후처리 시스템을 개발했다.기본적인 컨셉은 DeNOx 촉매에 저장된 Nox를 환원, 다시 연료중에 포함된 미량의 암모니아성분을 취출해 선택환원촉매(SCR)로 화학반응시켜 다시 NOx를 정화시킨다고하는 것.
일본 혼다도 최근 발표한 디젤 엔진에 NOx촉매를 채용했다. 특수한 2층 구조의 촉매로 뇨소등의 부가물질을 사용하지 않고 NOx를 환원한다고 하는 획기적인 방식이다. 1층 째의 촉매에서 NOx흡착과 암모니아 생성을 하고 이 암모니아를 사용해 2층째에서 NOx를 환원한다고 하는 것. 이 역시 앞으로 등장하게 될 디젤 엔진에 채용될 획기적인 기술이라는 평가를 받고 있다.
“BMW도 직렬 6기통 디젤엔진에 SCR시스템을 채용하고 있으며 2008년에는 미국시장의 규제 기준을 클리어할 수 있는 유일한 디젤엔진으로 부각될 것이다.”
늦게 선을 보인 것은 분명하지만 최종적인 단계에서는 ‘엔진의 BMW’다운 높은 수준의 성능을 선보인다는 얘기이다.
BMW는 Efficient Dynamics 의 공식 출범을 선언한 Innovation Day 2007 이벤트의 마무리를 레이싱 서키트에서의 디젤엔진 차량 시험 주행으로 했다. 그들이 항상 주장해온 달리는 즐거움이라는 명제를 디젤엔진으로서도 충분히 실현할 수 있는 수준에 달했음을 강조하기 위함이다.
