[기자수첩] 디젤의 대안, '꿈의 HCCI 엔진'…벤츠·현대차 제친 마쓰다

세계 자동차 회사들이 꿈꾸는 ‘친환경과 효율성의 HCCI 엔진’을 일본 마쓰다가 가장 먼저 양산할 계획이다.

10일 일본 마쓰다는 자사의 차량시험장에서 기자들을 대상으로 HCCI엔진을 장착한 프로토타입 승용차의 시승 및 기술 설명회를 개최했다.

스카이액티브엑스(SKYACTIV-X)라 이름 붙여진 이 방식은 세계 최초 양산 HCCI(Homogeneous-Charge Compression-Ignition Engine) 엔진이 될 것으로 전망된다.

HCCI 엔진의 개념은 이번에 처음 등장한게 아니다. 2007년 메르세데스-벤츠가 내놓은 콘셉트카 F700을 시작으로 업계의 관심을 끌어 모았던 방식이다. 당시 메르세데스 벤츠는 이 엔진을 디젤 엔진의 압축 착화 방식을 이용한 가솔린(Otto) 엔진이라고 해서 디에조토(Dies-otto 디젤+오토)엔진이라는 이름까지 붙였다.

같은 시기 미국GM과 일본 혼다 또한 HCCI의 개발을 추진했다. 2013년 폭스바겐, 현대자동차(GDCI 엔진)까지 내놓겠다고 발표했지만 아직 양산 계획까지 내놓지는 못했다.

앞서 발표한 회사들의 발표에 따르면 HCCI 엔진은 연비가 20-30% 가량 향상돼 같은 배기량 디젤 엔진보다 오히려 우수한 효율을 보이기도 한다. 뿐만 아니라 이론적으로는 한 엔진에 휘발유나 경유 구분 없이 모두 넣을 수 있다.

기존 희박연소(Lean burn) 엔진은 공해 물질 배출 문제로 사장된데 반해, 적은 연료를 분사하면서도 디젤에 육박하는 높은 압축비로 인해 완전 연소가 이뤄져 친환경적이기도 하다.

다만 압축비가 높은 만큼 공회전이나 낮은 rpm에서는 엔진 시동이 유지되기 어렵다는 기술적 난제가 있다.

때문에 현대차는 델파이(Delphi)와 함께 점화플러그를 완전히 없애고 슈퍼차저와 터보차저를 이용해 완전한 압축 착화 방식을 연구해 내놓았지만 비용을 비롯해 현실적 어려움이 많았다.

이번에 양산하기로 한 마쓰다 엔진은 저회전에서는 점화 플러그를 이용하고 중고회전에서만 압축 착화를 이용하는 방식을 택했다. 여기 가변 밸브타이밍을 통해 이를 구현했다. 때문에 이 엔진은 가솔린 전용이 될 가능성이 높다.

마쓰다에 따르면 이 엔진은 기존 가솔린 엔진 (SKYACTIV-G)보다 연비를 20~30% 가량 향상 시킬 수 있으며, 출력(토크)도 모든 엔진 회전수에서 10% 이상, 최대 30% 가량 증가한다고 밝혔다. 이번 프로토 타입 엔진은 배기량 2.0 리터에서 압축비가 16:1로 가솔린 엔진 중에는 매우 우수한 수치를 자랑한다. 무게가 줄고 토크가 늘어난 덕분에 실제로 2.2리터 디젤엔진에 비해 가속이 우수하다는 평가다.