메르세데스 AMG가 뉴 4리터 V8 바이터보 엔진을 공개했다. M178로 불리는 새 V8 바이터보 엔진은 최신 기술을 통해 최고 수준의 출력과 효율을 뽑아냈다. 터빈은 V 뱅크 안쪽에 배치하고 드라이 섬프까지 동시에 적용된 스포츠카 엔진은 M178이 처음이다. 엔진의 무게도 동급에서 가장 가볍다. M178은 메르세데스 AMG의 새 스포츠카 GT에 탑재된다.
글 / 한상기 (프리랜서 자동차 칼럼니스트)

메르세데스 AMG의 4리터 V8 바이터보(M178)는 GT를 위해 개발된 엔진이다. 기존의 대배기량 자연흡기 대신 바이터보 방식을 채택해 출력과 효율을 동시에 잡았다. 그러면서도 메르세데스의 V8 전통은 충실히 이어나가고 있다. 메르세데스의 고출력 V8은 1967년의 300 SEL 6.8 AMG부터 시작됐다. M178의 생산과 개발 모두 메르세데스 AMG GmbH가 맡았다.

메르세데스 AMG의 새 V8 엔진은 배기량 4리터에 트윈 터보를 더했다. 한 쌍의 터보차저는 실린더 뱅크 바깥쪽이 아닌 안쪽에 위치해 있는 게 특징이다. 메르세데스는 이를 핫 인사이드 V로 부른다. 터빈을 V 뱅크 안쪽으로 집어넣으면서 엔진의 사이즈를 더욱 줄일 수 있었다. 그리고 엔진의 반응이 더욱 빨라지는 효과도 있다.

핫 인사이드 V는 V8 엔진의 전체 사이즈를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 최적의 앞뒤 무게 배분에도 이점이 있다. 터빈의 최대 부스트는 1.2바, 최대 회전수는 18만 6,000 rpm이다. 산소를 밀어 넣는 능력은 자연흡기 엔진 대비 2.3배가 높다. 전자식 블로우 오프 밸브를 채용해 엔진의 반응성도 더욱 끌어올렸다. 드라이 섬프 윤활 시스템은 엔진의 무게 중심을 더욱 낮춰준다. 메르세데스에 따르면 새 4리터 V8 바이터보는 스포츠카 엔진으로는 처음으로 핫 인사이드 V와 드라이 섬프 윤활 시스템이 적용된 엔진이다. 엔진의 무게는 209kg으로 동급에서 가장 가볍다.

배기량은 3,982cc에 뱅크각은 90도이다. 보어×스트로크는 83.0×92.0mm로 롱 스트로크 방식을 택하고 있으며 압축비는 10.5:1로 설정했다. 510마력의 최고 출력은 6,250 rpm, 66.2kg.m의 최대 토크는 1,750~4,750 rpm 사이의 넓은 구간에서 나온다. 최대 회전수는 7,200 rpm이다. 메르세데스 AMG의 M178은 최신의 블루다이렉트 엔진 패밀리 중 하나이다. 구조적으로는 A 45 AMG 등에 쓰이고 있는 2리터 터보와 깊은 관계가 있고 3세대로 진화한 직분사 시스템과 피에조 인젝터가 적용됐다. 유로6 배기가스 기준을 만족하는 것은 물론이다.

크랭크케이스는 알루미늄 소재를 적용하는 동시에 사형주조로 제작한 게 특징이다. 이에 따라 무게 증가 없이 높은 강성을 확보했고 압력도 130바로 높일 수 있었다. 실린더 보어 내부에는 나노슬라이드를 적용해 마찰도 최소화 했다. 다임러는 지난 2000년부터 나노슬라이드를 개발해 왔으며 2006년 이후 20만개 이상의 엔진에 쓰였다. 나노슬라이드는 마찰을 줄이는 한편 연비를 높이는 효과도 있다.

드라이 섬프 윤활 시스템이 적용되면서 엔진의 무게 중심은 더욱 낮아졌다. M178은 기본적으로 엔진 위치가 낮지만 드라이 섬프 때문에 추가로 55mm를 더 내릴 수 있었다. 낮은 엔진 위치는 운동 성능을 더욱 높일 수 있는 부분이다. 고속으로 회전할 때 안정적인 윤활유 공급도 핵심이다. 드라이 섬프 시스템의 전체 오일 용량은 12리터이고 여기에는 9리터의 엔진 오일이 포함돼 있다. M178의 드라이 섬프는 분당 250리터를 윤활시킨다.

실린더 헤드는 지르코늄 알로이로 제작한 게 특징이다. 지르코늄 알로이를 적용하면서 높은 온도에서도 안정적인 작동을 약속하며 열 전도성도 높아졌다. 연소 효율을 높이기 위해 캠샤프트와 밸브 스프링, 밸브 기어도 최적화 했다. 직분사는 여전히 스프레이 가이드 방식을 채용했고 이전 세대보다 효율이 높아졌다. 연료 압력은 100~200바 사이에서 가변된다.

뉴 GT를 위해서는 배기 시스템의 세팅에도 공을 들였다. 가변 배기 플랩은 각 리어 사일렌서에 붙어 있으며 변속기 모드와 스로틀 페달, 엔진 회전수에 따라 작동을 달리한다. 부하가 적거나 엔진 회전수가 낮으면 플랩은 닫혀 있고, 급가속 상황에서는 활짝 열리면서 스포티한 배기 사운드를 선사한다.

M178 엔진은 고온에서도 안정적인 고출력을 발휘한다. 이는 간접 방식의 중간 냉각 방식을 채택했기 때문이다. 그리고 냉각 성능의 극대화를 위해 별도의 엔진 오일 쿨러도 추가했다. 오일 펌프는 엔진의 부하에 따라 2단계로 작동한다. 엔진이 고회전으로 작동할 때는 초당 1리터 이상의 오일을 더 순환시킨다. 무게를 줄이기 위해 오일과 냉각 라인의 대부분을 알루미늄으로 제작했다. 메르세데스 AMG는 엔진의 신뢰성을 극대화하기 위해 모든 기후 조건에서 테스트를 실시했고, 뉘르부르크링과 나르도에서도 고속 주행 테스트를 진행했다.