국내시장의 25% 차지…디젤차의 모든 것





[서울신문]올 상반기 국내 신규등록 자동차는 52만 2472대. 이 중 12만 7768대(24.5%)가 경유를 쓰는 디젤엔진 차였다. 디젤차가 국내 차 시장의 4분의1을 차지할 정도로 보편화돼 있지만 디젤차의 특성에 대한 일반의 이해도는 그리 높지 않다. 디젤차의 정체를 확인해 보자.

여러분 안녕? 난 디젤 마을의 귀염둥이 ‘루돌프’야. 왜 루돌프냐고? 디젤 엔진의 원조인 독일 기술자 루돌프 디젤(1858∼1913) 할아버지처럼 훌륭하게 크라고 아빠가 붙여주셨어.

요즘 들어 우리 디젤차를 찾는 소비자들이 많으시더군. 늘어나는 레저용차량(RV)의 영향이 크긴 하지만. 지금부터 여러분에게 우리를 소개해 볼게.

●고온압축 공기의 자기발화

우리는 가솔린 마을 차들이 갖지 못한 장점이 꽤 많아. 딱 하나만 얘기할까. 현대촌 ‘아반떼’(1600㏄ 자동변속기)를 비교해 보자고. 가솔린은 최대토크가 15.6㎏.m/4200rpm밖에 안 되지만 우리 친구들은 26.5㎏.m/2000rpm이나 돼. 연비도 우리쪽이 ℓ당 16.5㎞로 가솔린 13.8㎞보다 훨씬 높지.

엔진구조를 들여다볼까. 가솔린 엔진은 휘발유 10%·공기 90%의 비율로 섞인 혼합기체가 압축상태로 실린더에 들어가면 점화플러그가 불꽃을 튀기면서 폭발이 일어나지. 하지만 우리는 억지로 불꽃을 튀기지 않아. 공기만 흡입한뒤 이걸 약 20분의1 정도로 압축을 시키지. 그러면 공기가 분자활동 때문에 열을 받게 돼. 섭씨 500도 이상으로 뜨거워지면 그 때 노즐을 통해 경유를 모기약 스프레이처럼 칙∼ 하고 분사하는 거야. 그때 폭발이 일어나면서 엔진이 돌게 되지. 자기발화를 하는 구조여서 가솔린 엔진과 달리 불완전 연소가 거의 없어.

●디젤은 힘센 황소… 가솔린은 달리는 말

잠깐 휘발유와 경유의 특성을 살펴볼까. 헷갈리는 얘기일 수도 있는데 휘발유는 인화성(引火性)이 좋고 경유는 착화성(着火性)이 좋아. 휘발유는 외부 불꽃에 의해 쉽게 불이 붙지만 경유는 그렇지는 않아. 대신에 온도가 올라갔을 때 점화플러그와 같은 외부의 도움 없이 스스로 불타는 특성(착화성)은 오히려 휘발유보다 강하지. 통상 섭씨 300도 정도면 스스로 불이 붙거든. 각각의 엔진이 휘발유와 경유를 연료로 쓰게 된 이유 이제는 알겠어?

통상 디젤차들이 토크는 좋은데 마력은 떨어진다고 하잖아(서울신문 6월4일자 18면). 그 이유는 이런 거야. 우리는 압축비가 굉장히 높다고 했잖아. 그러다 보니 엔진 연소실이 가솔린보다 훨씬 길어. 당연히 피스톤 왕복에 드는 시간도 가솔린 엔진보다 오래 걸리지. 회전 수가 떨어지고 결과적으로 마력이 낮아지는 이유야. 반면에 연소실이 기니까 폭발하는 시간도 길어지면서 강력한 힘을 발휘하게 돼.

그래서 디젤이 토크가 강하지. 가솔린을 달리는 말에 비유하자면 우리는 다소 느리지만 힘센 황소라고나 할까. 최근의 성능 향상도 우리쪽이 좀 나아. 지난 30년간 가솔린 엔진의 토크는 두 배로 개선됐지만 우리 디젤은 세 배가 됐대.

우리더러 너무 시끄럽다고 비난하는 사람들 많잖아. 가솔린이나 우리나 똑같이 4행정 기관을 쓰기 때문에 소음 발생경로는 비슷하지만 경유가 폭발력이 더 강하고 고압으로 압축된 공기를 쓰기 때문에 소음과 진동이 다소 크긴 해. 하지만 요즘에는 기술 발달로 우리도 많이 소음과 진동이 개선됐어.

●차값 비싼 편… 1마력당 엔진무게 5~8㎏

우리는 몸값이 좀 높아. 현대촌 ‘NF쏘나타’의 경우 럭셔리 모델 기준으로 디젤이 가솔린보다 330만원이나 더 비싸지. 경유값이 휘발유값보다 15% 싼데도 워낙 차값이 비싸다 보니 경제성이 별로 높지 않다는 얘기를 듣곤 하는 이유야(서울신문 5월21일 18면).

우선 우리한테는 가솔린보다 고급스러운 부품이 많이 들어있어. 가솔린은 연소압이 60∼70바(bar·기압단위) 정도이지만 우리는 160∼180바나 돼서 고강도 실린더 블록과 실린더 헤드를 사용해야 해. 다른 부품들도 높은 압력과 고온을 견뎌낼 수 있도록 더 단단해야 하고. 하지만 이 대목은 우리의 한계이기도 해. 가솔린처럼 회전 수를 크게 높이기 어려운 이유가 되거든. 가솔린은 분당 6500번 이상도 회전할 수 있지만 우리는 기껏해야 4000번 정도야.

공기 압축장치, 연료 미립화 장치도 필요해. 이를 가능하게 해주는 것이 터보차저와 인터쿨러, 커먼레일 연료장치 등인데 이것도 가격이 만만치 않다더군. 가솔린이 갖고 있는 점화플러그, 고전압 전기계통, 공기 혼합계통은 없지만 다른 것들이 워낙 많다 보니 무게도 많이 나가지. 가솔린 엔진은 1마력당 엔진무게가 3.5∼4㎏에 불과하지만 우리는 5∼8㎏나 하거든.

속도를 올리는 방법도 가솔린과는 좀 달라. 가솔린 엔진은 회전수를 높이기 위해 가속페달로 밸브를 열어 공기의 양을 증가시키지만, 디젤 엔진은 항상 대량의 공기를 흡입해야 하기 때문에 밸브 조절이 별 의미가 없어. 그래서 가속페달로 연료 펌프로부터 들어오는 경유의 양을 조절해 속도를 높이거나 낮추게 되지.

●배기가스 배출총량은 이미 휘발유차보다 적어

우리의 배설물 얘기를 해볼까. 전에는 우리가 뿜어내는 매연이 너무 심하다고 욕을 많이 먹었잖아. 요즘은 사정이 좀 달라졌어. 질소산화물(NOx), 입자상 물질(PM) 등은 우리가 가솔린보다 좀더 많이 내보내는 게 사실이지만 이산화탄소, 일산화탄소, 탄화수소 배출량은 우리가 훨씬 적어. 최근들어 NOx나 PM 외에 장기적으로 지구온난화, 기상이변 등을 일으키는 이산화탄소 등 배출 저감이 중요해지면서 우리들의 위상이 좀 높아졌지.

또 우리는 점화플러그 같은 소모성 부품이 없고 엔진의 강도도 높고 내구성이 좋잖아. 일반적인 소형 디젤엔진은 30만㎞ 이상을 견딜 수 있도록 만들어져 엔진의 노후화가 가솔린보다 훨씬 천천히 일어나거든. 중고차 시장에서도 이걸 인정받고 있지.

우리가 가장 환영받는 곳은 유럽이야. 유지비용, 환경 등 때문에 1990년대 초 10% 미만이었던 디젤차의 시장점유율이 현재 50%를 넘어섰지. 한국시장에도 우리가 더 환영받는 날이 머지않아 오지 않을까. 그럼 안녕. 안전운전 잊지말고.

김태균 강주리기자 windsea@seoul.co.kr