프리미엄 차종 이야기 - BMW〈9〉
프리미엄 차종 이야기 - BMW〈9〉
  • 의사신문
  • 승인 2011.11.04 10:06
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성능 혁신의 M50 이후…복잡함의 댓가 치뤄

과거 730이나 735를 움직이던 엔진은 M30이었다. 미국에서 바바리아로 BMW를 성공적으로 진입하게 만든 엔진으로 오랜 기간 생산됐지만 이제는 별로 남아있지 않다. 또 m50엔진의 가격은 이베이에서 400∼600달러 정도다. 배송은 해주지 않는다.

요즘같은 시절에 매니아를 제외하고는 이런 엔진을 사는 사람은 없을 것이다. 필자는 BMW의 엔진들을 살펴보면서 많은 시행착오와 도전을 거쳐 낮은 RPM에서도 높은 토크를 내고 토크가 비교적 균일한 엔진을 만드는 목표를 달성해 왔다는 것을 알게 되었다. 이미 좋았던 성능이 더 좋아진 것인데 그 사이에 치룬 대가는 복잡함이다. 엔진에 바노스를 적용하고 다시 더블 바노스를 적용한 후 그것도 모자라 밸브트로닉까지 적용한다. 연비와 성능을 둘다 개선하기 위해 FSI나 비슷한 기술을 적용하면서 공기와 연료를 방울 수준까지 셀 정도의 계측을 한다. 실험실 장비 수준이다.

BMW의 엔진은 예상보다 천천히 진화했지만 꾸준히 진화했다. 6기통 엔진에서 첫 번째 큰 도약은 M50엔진이다. 1976년부터 1994년까지 사용된 M20엔진은 거의 20년 동안 생산됐다. 그러다가 1991년부터 생산된 M50에서 혁신적인 변화를 한다. 사실 요즘의 BMW엔진처럼 보이는 엔진은 M50이 시작이다. DOHC 형식으로 변한 것이 가장 큰 변화이겠고 헤드가스켓에 알미늄합금을 사용했고 배기매니폴드는 철주물이지만 흡기 매니폴드는 플라스틱을 사용했다. 출력은 2L에서 150마력 2.5리터에서 190마력을 낼 수 있었다.

이 정도면 당시로서는 자연흡기로서는 상당히 좋은 편이었다. 그리고 일부 모델에서 VANOS를 채용하기 시작했다. 바노스가 채용되지 않은 M50엔진들은 4200이나 4700에서 최고 토크를 보였다. 고회전에서 큰 힘이 나오기 때문에 저회전에서의 가속은 불리한 점이 있었다. 일반적인 소비자들은 4700rpm까지 올리지 않는다. 변화를 선도한 M50은 1996년까지 생산됐다. 다른 엔진들에 비하면 생산주기가 짧다.

그 다음 엔진은 1994년부터 2001년까지 생산된 M52였다. 20년 정도 변화하지 않던 엔진의 변화주기는 갑자기 빨라졌다. 우선 바노스를 전 모델에 적용했고 M50은 니카실(Nikasil)이라는 합금으로 알루미늄 블록을 코팅한 엔진이다. 보통 알루미늄엔진에는 철제의 라이너를 삽입하여 피스톤과 닿게 하지만 BMW는 엔진을 가볍게 만들기 위해 알루미늄위에 바로 니카실을 코팅했다. 아주 가벼운 엔진이 만들어졌지만 니카실이 없다면 피스톤이 알미늄을 갉아먹는 것은 시간문제다.

BMW의 테스트에서는 문제가 없었고 1995년부터 1998년까지 Ward의 10대 엔진에 선정되기도 했다. 내구성만 입증된다면 알루미늄 블록으로 만들어진 엔진이라는 것은 일종의 꿈의 기술이다. 그러나 현실에서는 머피의 법칙을 피하지 못하고 일들이 발생했다. 짧은 주행거리에서 트러블을 일으키는 엔진들이 나타났다. 처음에는 엔진의 갑작스러운 부식을 이해하기 어려웠으나 조사 끝에 연료가 중요한 문제라는 것을 알게 되었다. 연료에 들어있는 미세한 양의 황(sulfur)이 니카실을 부식시킨다는 것을 알게 됐다.

이 문제는 1998년에 와서 철제 실린더라이너를 적용하는 것으로 끝났으니 다른 엔진들도 사용하는 방법으로 돌아온 셈이고 엔진은 2001년 단종됐다. 그래도 M52는 성과가 있었다. 출력의 증대는 크지 않았지만 최고 토크가 나오는 회전수를 3900 정도로 낮출 수 있었고 일부 모델에서 더블 바노스를 적용하기 시작했다.

그 다음 모델인 2000년부터 2006년까지 생산된 M54는 더블 바노스를 모든 모델에 채용했다. 혁신적이던 M52의 진화된 모델이다. 2L에서는 168마력 6100rpm의 최고출력과 210N·m @ 3500의 최대 토크를 냈다. 이 정도면 최고수준이라고 할 수 있다. 비교를 위해 훨씬 나중에 나온 푸조 206RC의 EW10J4 엔진이 튜닝까지 적용해서 이 정도의 성능을 낼 수 있었다는 것을 생각하면 되겠다.

그 다음에 나온 엔진은 다시 혁신이 일어났다. 2004년 현재의 주력 엔진이기도 한 N52가 나왔다. 엔진블럭을 가볍게 만들기 위해 알루미늄과 마그네슘 합금이 사용되고 니카실 대신 알루실(alusil) 코팅을 적용했다. 그 결과, 160Kg대의 엔진이 만들어져서 동급에서는 가장 가벼운 엔진이다. 2.5L에서 초기에는 177마력 정도를 내다가 나중에 218마력 @ 6500의 최고출력을 냈고 최대토크는 250 N·m @ 2750∼4250를 냈다. 엔진의 제어 능력이 좋아저서 토크는 2750부터 4250까지 거의 평탄하다. 이 정도면 양산차의 엔진으로는 대단한 수준이다.

과연 이 정도의 출력이 필요한가 궁금하기도 하지만 다른 차들의 출력 군비경쟁이 일어났다. 차들의 출력이 높아지기 시작했다. 2L에서 150마력은 대단한 수치에서 당연한 수치로 변했다. 그 대신 엔진의 복잡성은 대단히 높아졌다. 엔진만이 아니라 차의 복잡성은 다른 주변기구와 맞물려 대단히 복잡하다. 조금만 문제가 있어도 액정판의 에러 메시지와 직면하게 된다. 문제의 해결에는 머리와 경험이 아니라 진단기를 물리는 일이 필요하다.

그런데 최근 BMW에는 중요한 변화가 생겼다. `efficient dynamics'라는 제목을 갖고 있는데 미래의 촛점을 생태와 지속가능성에 두는 것이다. 결국 적당한 출력과 좋은 연비 그리고 탄소배출량 등에 맞추겠다는 이야기인데 필자같이 단순한 사람에게는 L4의 효율 좋은 엔진으로 차를 만들겠다는 소리로 들린다.

실제로 BMW의 L6엔진의 최후 버전이나 마찬가지인 N52와 그 파생버전들은 차후 N20이라는 엔진으로 대체될 예정이라고 한다. 엔진은 2L에서 트윈터보와 지금까지의 여러 기술을 총동원하여 245마력 @ 5000의 최대 출력을 내고 350N.m @1250-이다. 물론 184 마력짜리의 엔진도 있다. 일부 기술들은 이미 미니나 작은 차종에, 어떤 기술들은 M3같은 차에 쓰여진 기술들이다. 가볍고 연비와 출력도 모두 좋은 엔진이다. 어쩌면 지금까지 L6의 엔진들은 모두 과거의 유물로 남을지도 모르게 된다. 어떻게 보면 BMW의 첫 시작이었던 팔켄하우젠의 M10이 시대의 필요에 맞추어 다시 탄생한 것인지도 모른다.

안윤호〈송파 대광의원장〉


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