“차 살 때 의외로 많이 봄” 자연흡기·터보 엔진, 정답은?

다키포스트 2023.09.03 조회수

요즘 나오는 신차들을 보면 대부분 터보 엔진이다. 동일 배기량 엔진과 비교하면 더욱 높은 엔진 성능으로 역동적인 주행 감성을 선사한다. 여러 제조사들은 터보 엔진의 특성을 적극 활용해, 배기량을 낮추는 ‘다운사이징’이 적용된 터보 엔진을 신차에 탑재한다.

제조사 입장에서는 점점 강화되는 환경 규제에 선제 대응할 수 있는 좋은 방법이기 때문이다. 또한 소비자 입장에서는 뛰어난 연비와 저렴한 자동차세 등 차량 유지에 필요한 비용을 낮출 수 있어, 여러모로 도움이 된다.

하지만 터보 엔진 대신 자연흡기 엔진을 선호하는 소비자들도 많다. 반응성이나 정숙성, 유지 보수 비용 등 터보 엔진보다 우월한 점이 많다고 강조하기도 한다. 이런 논쟁은 오랫동안 이어져 왔는데, 과연 두 가지 엔진 타입은 어떤 특징을 가지고 있을까?

자연흡기 엔진은 다른 장치의 도움 없이 외부의 공기를 그대로 받아들여 엔진을 돌린다. 터보 엔진과 달리 공기를 강제로 불어넣는 과급기가 없어, 구조가 간단하다. 또, 가속페달을 밟았을 때 반응이 빠르다는 장점이 있다. 덕분에 차량 유지보수 비용이 적게 들어간다.

특히 가속페달을 밟았을 때 가속 반응이 빠른 것은 자연흡기 엔진 특유의 간단한 구조가 뒷받침되었기 때문이다. 외부 공기가 과급기를 거치지 않고 즉각적으로 엔진에 투입되기 때문에 엔진이 힘을 발휘하기까지의 지연 현상이 적다.

그밖에 흡기 온도가 지나칠 정도로 치솟는 일이 없기 때문에 고속 영역에서 엔진이 퍼지는 일이 드문 것도 장점 중 하나다.

한편 이러한 구조적 장점이 곧 자연흡기 엔진의 단점이 되기도 한다. 환경규제를 맞추기 어렵기 때문이다. 보통 자연흡기 엔진은 터보 엔진과 성능이 같으면 배기량이 높은데, 이는 그만큼 연료 소모량이 많다는 것을 의미한다. 따라서 오염물질 배출량이 상대적으로 많다는 단점이 있다.

터보 엔진은 자연흡기 엔진에 과급기를 장착한 방식이다. 엔진이 뿜어낸 배기가스를 다시 한번 끌어모아 터빈과 과급기를 돌려 대량의 공기를 강제로 엔진으로 밀어 넣는다. 이를 통해 연료의 완전연소를 돕고, 출력과 엔진 효율 상승을 유도한다.

터보 엔진의 원래 목적은 높은 엔진 회전수에서 엔진의 폭발력을 극대화해, 강한 출력을 얻는 것이었다. 요즘 터보 엔진은 높은 출력은 기본이고 저회전 영역대에서 높은 토크를 발생시키는 데에도 특화되어있다. 이런 이유로 터보 엔진은 자연흡기 엔진보다 성능이 높다. 또 연비도 높다.

한편 터보 엔진의 특성은 환경 규제에 대응하는데 최적화 되어 있는 구조다. 배기량을 낮추더라도 강력한 성능을 기대할 수 있어, 자동차의 주행 성능을 보존할 수 있다. 극단적인 경우 벤츠의 AMG A45 모델은 배기량이 2.0리터 밖에 안되는데 416PS의 출력을 자랑한다.

하지만 과급기가 추가로 장착되고 수 백도에 이르는 배기가스를 견디며 터빈을 돌려야 하기 때문에 좀 더 비싼 소재를 사용한 엔진이 필수다. 또, 부품이 많아지는 만큼 무게도 증가한다.

한편 터보엔진은 ‘터보랙’이 존재한다. 자연흡기 엔진의 경우 엔진 회전수의 변화에 곧바로 반응한다. 반면에 터보 엔진은 엔진이 뿜어낸 배기가스를 흡기 라인까지 재순환 시키는 과정이 필요해 출력이 오르는데 지연 시간이 발생한다.