엔진 초경량 알루미늄 소재 개발… 연비 획기적 개선ㆍ내구성 강화 총력

국내 완성차업체가 ‘다이어트’ ‘슬림화’ 등으로 살과의 전쟁을 시작했다. 고유가 시대에 살이 찌면 찔수록 고연비라는 ‘괴물’이 엄습하기 때문이다. 차업계는 자동차 중량을 지금보다 1% 줄이면 연비를 최대 0.5~0.6% 개선할 수 있는 것으로 보고 있다. 일례로 차체 중량이 1500㎏일 때 30㎏ 정도 몸무게를 줄이면 1~1.2%의 연비 개선 효과를 볼 수 있다. ℓ당 100m 정도 주행거리가 늘어나는 셈이다.

이런 이유로 국내 업체는 차량의 ‘내장 지방’을 빼기 위해 지속적인 연구?개발(R&D)에 힘을 쏟고 있다. 특히 무게가 많이 나가는 차체, 섀시, 엔진의 소재를 확 바꿔 중량을 줄이고 있다.

▶현대?기아차의 다이어트=현대차는 그랜저 차체 및 섀시에 마그네슘과 알루미늄 소재를 적용, 차량의 몸무게를 줄이고 있다. 섀시는 차량 무게의 30%를 차지한다. 살을 빼는 데도 순서가 있듯 차량 경량화의 핵심은 바로 차체 및 섀시다.

그랜저 앞좌석 시트 프레임과 에어백 하우징 프레임에는 마그네슘 소재를 적용해 살빼기를 실현했다. 섀시 로우암에는 알루미늄 소재를 사용했다.

마그네슘과 알루미늄은 차량 다이어트에 가장 좋은 소재다. 30~50% 차량 무게를 줄일 수 있다는 게 현대차 관계자의 설명이다.

여기에 엔진블록에 알루미늄 소재를 적용해 엔진 중량을 줄임과 동시에 연비 개선 효과까지 보고 있다.

이 밖에도 현대차는 세라믹, 고장력 강판, 강화 플라스틱, 탄소섬유 등 신소재를 적극 적용해 차량 경량화에 나서고 있다. 특히 항공기 브레이크에 적용되는 세라믹 브레이크 디스크를 차량에 적용하기 위해 연구 중이다. 세라믹 브레이크 디스크는 일반 주철 재질에 비해 가볍고 강도, 내열성, 열전도율 등이 높다는 장점을 갖고 있다.

▶르노삼성차의 살빼기=같은 르노그룹의 르노, 닛산과 3각 동맹을 맺고 현재 양산 중인 SM3?5?7 시리즈에 대한 살빼기 작업을 실행 중이다.

무엇보다 차량의 심장인 엔진 곳곳에 끼어 있는 지방을 걷어내기 위해 노력하고 있다.

엔진에 알루미늄과 같은 소재를 적용해 경량화는 물론 내구성, 연비 개선 효과까지 거두겠다는 방침이다.

12년 연속 세계 10대 엔진으로 선정된 ‘Neo VQ’가 대표적인 사례다. 알루미늄 실린더 블록을 장착해 엔진 무게를 줄였다는 평가다. 특히 알루미늄 블록은 소음과 진동 등을 한꺼번에 줄일 수 있는 이점이 있다.

차량 충돌 시 충돌 에너지를 흡수하는 범퍼 백빔도 알루미늄화해 차량의 중량을 대폭 줄였다.

▶쌍용차의 지방 줄이기=쌍용차는 지난 2004년 로디우스를 내놓을 때 업계 최초로 고강도강인 ‘TR60’ 소재를 프런트 사이트, 범퍼 임팩트 빔 등에 적용한 바 있다. 쌍용차는 현재 개발 중인 최고급형 세단에 이 고강도강을 60% 이상 적용할 방침이다. 이를 통해 경량화는 물론 안전성이라는 두 마리 토끼까지 잡겠다는 각오다.

또한 차세대 최고급 대형 세단 및 향후 개발 차종에 하이드로 포밍(액압성형) 기술을 적용해 나갈 계획이다. 하이드로 포밍 기술은 복잡한 형상의 자동차 부품을 만들 때 액체를 강한 압력으로 밀어넣어 가공하는 최신 공법으로 차체 경량화가 가능하다.

이 밖에도 부품의 단순화 및 경량화, 공정 축소 및 높은 가공 정밀도를 통해 제품 수준을 한 단계 발전시킬 계획이다.

박영서ㆍ허연회 기자(okidoki@heraldm.com)