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혼다 NSX, 단 한 대의 수퍼카만을 위한 엔진

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글 : 유일한(chepa@global-autonews.com)
승인 2019-03-25 03:03:48

본문

스포츠카를 넘어 수퍼카를 제작하는 제조사는 적다. 게다가 그 수퍼카를 제조하는 회사가 본래 대량 양산을 주로 수행하는 대중적인 브랜드라면 더더욱 그렇다. 만약 그러한 수퍼카를 제조한다 해도 그 차를 진정한 수퍼카로 볼 것인가 아니면 스포츠카로만 볼 것인가에 대한 의견도 갈린다. 현재 미드십 스포츠카로의 변신을 꾀하고 있는 쉐보레 콜벳도 그렇고, 이번에 소개하는 혼다 NSX도 그렇다.

 

그럼에도 NSX는 수퍼카로 인정되고 있는 추세이다. 최신 기술을 적극적으로 받아들여 과거와는 달리 전기 모터가 동력을 보조하는 ‘하이브리드 모델’이 되었지만, 그럼에도 특별히 인정되고 있다. 그러고 보면 이제 하이브리드는 수퍼카에 있어서도 대세가 되어가고 있으며, 페라리와 맥라렌 같은 전통적인 수퍼카 제조사들도 사용하고 있다. 그렇다면 그 특별한 NSX에 탑재하는 엔진과 모터도 특별한 모델일 것이다.

 

    처음부터 새로 만든 엔진

 

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물론 혼다가 처음부터 새로운 엔진을 제작하려고 했던 것은 아니다. 초기에 생각했던 것은 이미 라인업 내에 있는 다른 V6 엔진을 조금 더 다듬어서 탑재하는 것이었다. 그러나 NSX가 갖고 있는 상징성과 최강의 수퍼카를 만든다는 목표를 생각하면 이는 좋은 것이 아니었다. 또한 엔진 자체의 성능을 높이는 것 뿐만 아니라 이를 탑재하면서 발생하는 자동차의 전반적인 운동 성능도 생각해야 한다.

 

결론적으로는 처음부터 새로운 엔진을 제작하는 것 밖에 없었다. 그리고 NSX에 어울릴 수 있는 다양한 기술을 적용했다. 그런 혼다의 고민이 담겨 있는 것이 V6 엔진의 각도인 V 뱅크이다. 본래 V 뱅크의 기본은 60도로 정해져 있는데, 진동이 적기 때문에 상대적으로 조용한 자동차를 만들 수 있기 때문이다. 그러나 이 경우 엔진 회전이 제한된다는 단점이 있어 수퍼카에는 아무래도 어울리지 않는다.

 

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1세대 NSX는 V 뱅크가 90도였는데, 2세대 모델은 그 크기의 제약 상 여기까지는 달성할 수 없었다. 그래도 그 안에서 최대한 중심을 낮추는 것이 중요했고 그래서 선택한 것이 75도이다. 달리고, 돌고, 서는 자동차의 응답성이라는 부분에서 제일 큰 비중을 차지하는 것이 저중심이기 때문이다. 그래도 이것만으로는 부족하기 때문에, 또 하나의 메커니즘을 적용했다. 그것이 바로 ‘드라이 섬프’ 시스템인데, 혼다는 1969년부터 이 기술을 자동차(혼다 1300)에 사용해 왔다.

 

그 전에 드라이 섬프 방식의 원리와 장점을 알아봐야 한다. 일반적인 자동차들은 엔진 바닥에 오일 팬을 마련해두고 여기서 펌프로 오일을 빨아 엔진의 각 부분에 공급한다. 이후 오일은 중력에 의해 자연스럽게 오일 팬으로 떨어진다. 이것이 ‘웻 섬프(Wet sump)’ 방식이다. 드라이 섬프는 오일이 필요한 각 부분에 강제적으로 공급을 하기 때문에 오일 팬이 필요가 없다. 이를 통해 낮출 수 있는 높이는 약 60mm로 수퍼카에 필요한 저중심을 실천할 수 있다.

 

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드라이 섬프는 오일 탱크에 펌프를 장착하고 여기서 빨아들인 오일을 엔진의 각 부분뿐만 아니라체인 케이스, 터보 크랭크 케이스, 캠에 공급하고 때로는 회수하기도 한다. 오일을 공급하는 ‘피드 펌프’와 배출하는 ‘스카벤징 펌프’가 한 쌍으로 이루어져 있다. 드라이 섬프는 저중심 실현 뿐만 아니라 크랭크에 저항을 주지 않으며, 마찰 손실을 줄이기도 한다. 이를 통해 미세하게 출력이 상승하는데, 전체적으로 따지면 약 10마력 정도의 미미한 상승이지만 수퍼카에 있어서는 중요하다.

 

NSX는 엔진 마운트가 헤드 커버에 위치한다. 이러한 구조가 가능한 이유는 헤드 커버를 강철로 제작해 피스톤이 있는 하부와 완전히 밀착시키고 있기 때문이다. 일반적으로는 기계적인 소음을 차단하기 위해 헤드 커버를 분리하는데, 밀착시킨 후 수 많은 볼트를 통해 단단히 고정시키면서 차체뿐만 아니라 엔진 역시 하나의 프레임처럼 사용하고 있는 것이다. 모터사이클 영역에서는 많이 사용하고 있는 기술이기도 하다.

 

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현재 NSX의 엔진은 미국에서 조립하고 있다. 특별한 자동차인 만큼 최고의 엔진을 만들기 위해 피스톤의 무게와 실린더의 정확성 등을 모두 정밀하게 관리하고 있으며, 조립 후에는 주행 거리 240km에 달하는 엔진 전용 시운전을 통해 다듬는다. 엔진 앞 부분의 크랭크 풀리와 뒷부분의 플라이휠에 조정이 들어가는데, 볼트를 통해 회전 밸런스를 다듬는다. 각 엔진마다 다듬기 때문에 볼트가 적용되는 위치가 동일한 자동차는 거의 나오지 않는다.

 

엔진의 출력을 높일 때 문제가 되는 것은 노킹이다. 이를 방지하기 위해 NSX는 엔진 실린더 내부에 플라즈마 철 분사 방식을 사용하며 내부에 얇은 철 입자 필름을 입힌다. 일반적으로 사용하는 주철보다 열 전도율이 높기 때문에 냉각수에 열을 효과적으로 분배할 수 있다. 냉각수가 흐르는 영역도 연소실, 배기 포트 윗부분, 배기 포트 아랫부분으로 나누어 효율적인 냉각을 추구한다. 엔진의 출력은 507PS로 약간 낮은 감이 있으나, 나머지 부분은 모터가 효율적으로 보조한다.

 

    전기 모터도 특별하게

 

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NSX는 앞 바퀴에 두 개의 모터, 뒤 부분에 한 개의 모터를 장착한다. 뒷바퀴에 적용하는 모터의 최대 토크는 15.1kg-m으로 일반적인 소형차의 엔진만큼 발휘하는데, 저회전부터 최대토크가 나오는 모터의 특성을 이용해 엔진의 터보차저가 작동할 때까지의 응답성을 보장한다. 혼다의 다른 하이브리드 모델도 DCT와 전기 모터를 조합하고 있지만, NSX는 조금 더 본격적이며 응답성이 더 빠르고 엔진에 직결시키고 있는 형태이다.

 

뒤에 장착하는 모터에서 특이한 것은 코일이 일반적인 원형이 아니라 사각형이라는 것이다. 코일을 원형으로 감는 것이 양산에 있어서는 좀 더 쉬운 면이 있지만, 일부러 어려운 형태의 사각형을 사용한 것은 같은 수의 코일을 감아도 사각형이 공간을 크게 절약할 수 있기 때문이다. 또한 배치 구조 상 바람이 닿지 않는 리어 모터의 냉각을 위해 별도의 냉각수가 흐를 수 있도록 만들고 있다. 모터가 뜨거우면 성능이 낮아지기 때문에 이 점은 상당히 중요하다.

 

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전기 모터가 만들어내는 응답성은 내연기관은 절대로 발휘할 수 없다. 한편, 회전이 높아질수록 출력이 오히려 낮아지는 모터와 달리 내연기관은 이 영역에서 절대적으로 유리하다. 하이브리드를 통해 두 영역을 모두 감싸면서 운전의 즐거움을 주는 것은 NSX 뿐만 아니라 다른 제조사들도 생각하고 있는 숙제이며, F1을 통해 그 기술이 한층 더 발전하고 있다. 올해 호주 그랑프리에서 혼다의 파워유닛을 탑재한 레드불 F1 팀의 ‘막스 베르스타펜’이 3위를 기록하기도 했다.

 

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NSX는 혼다의 기술을 모두 볼 수 있는 수퍼카이다. 그것은 수퍼 GT를 비롯해 다앙한 레이스에서 활약하고 있는 NSX 모델을 보아도 알 수 있다. NSX GT3 모델은 그 규정 상 모터는 장착하지 않았지만 엔진 블록, 헤드, 밸브 트레인, 크랭크 샤프트, 피스톤, 드라이 섬프 등 대부분의 부품이 일반적으로 판매하는 모델과 동일하게 되어 있다. 그만큼 대단한 엔진이며, 그렇기에 NSX를 수퍼카라고 부르기에 부족함이 없다.

 

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