고성능차 '트윈 터보' 시대 끝? '트리플 터보' 시대 열린다

고성능 차에 주로 사용되는 트윈 터보의 시대가 지나고 트리플 터보 혹은 트라이 터보의 시대가 열리게 됐다.

15일 포르쉐의 한 관계자는 "최근 독일과 영국의 매체에서 신형 911 터보에 터보차저가 3개 들어간다는 소식이 보도됐는데, 이것이 사실인 것으로 안다"고 말했다.

신형 911(991)에는 고속 주행을 위한 터보차저 2개 외에도 저속의 가속 성능을 강화하기 위한 소형 터보차저 1개가 추가돼 총 3개의 터보차저가 장착 된다는 설명이다.

포르쉐 911 터보(997)
터보차저란 엔진의 배기 압력을 이용해 터빈을 돌리고, 이를 이용해 보다 많은 공기를 강제로 주입, 엔진 성능을 향상 시키는 장치를 말한다. 이 장치가 있으면 일반 엔진에 비해 토크가 크게 향상되며 최대 출력에서도 비약적인 향상을 이룰 수 있다.

하지만 터보로 세팅된 엔진들은 낮은 엔진 회전수(RPM)에서는 흡입되는 공기의 양이 줄어들 수 밖에 없으므로 터보 출력을 높일 수록 저속에선 출력이 오히려 떨어진다. 이를 '터보랙(Turbo lag;꾸물댐)'이라고 표현한다. 터보가 본격적으로 작동되기 전과 후의 출력 차이가 너무 극단적으로 벌어지자 차가 불안정해지고, F1 등 레이스에서는 수년간 금지되기도 했다. 따라서 자동차 제조사들은 이같은 격차를 줄이기 위한 노력을 경주해 왔다.

터보차저 작동 방법의 도식 이미지/사진=가레트
터보랙을 줄이기 위한 한가지 방편으로 큰 터빈 한개를 장착하는 대신 2개의 작은 터빈을 장착해 더 가볍게 돌 수 있도록 만드는가 하면, 디젤엔진의 경우 크기가 다른 저속용 터빈과 고속용 터빈을 나눠서 장착하는 경우도 있다. 이 두가지가 모두 트윈터보 혹은 바이터보라는 이름으로 불린다.

또 다른 방편은 트윈스크롤터보, 즉 터빈으로 들어가는 공기 통로를 2가지로 나눠서 장착하는 것이다. 고속에서는 일반적인 통로를 통과하지만 엔진 회전수가 낮은 경우는 짧고 좁은 통로를 통과하도록 해서 배기의 공기 흐름을 빠르게 한다는 것이다. 이는 비록 트윈터보에 비해 터보랙을 줄이는 효과는 적지만 제조 비용이 적게 들고 설계가 쉽다는 장점이 있다. 일반적으로는 트윈스크롤터보라 칭하지만 여러 브랜드 중 BMW만은 트윈파워터보라고 칭하고 있어 트윈터보로 착각하는 경우가 많다. 현대기아차 등 국내 기업들이 내놓는 터보차량 또한 모두 이같은 트윈스크롤 터보를 장착하고 있다.

이밖에도 터빈을 향한 공기 통로의 노즐 자체를 조정하는 방식을 채택한 브랜드도 있고, 우주선에 사용되는 세라믹 소재를 이용하는 경우 등 터보차저에는 다양한 첨단 기술이 집약돼 왔다.

터보차저를 3개 장착할 뜻을 내보인 것은 BMW가 처음이다. BMW는 디젤모델인 M550d, X5 M50d, X6 M50d 등 디젤 고성능 차량에 3.0리터 직렬 6기통 '트라이 터보' 엔진을 장착한다고 밝혔다. 이를 장착하면서 디젤 M 시리즈는 381마력의 최고출력을 내고 2000~3000rpm에서 75.5kg·m의 최대토크를 발휘할 수 있게 됐다.

가솔린 엔진에 3개의 터보차저를 장착하기로 한 것은 포르쉐가 처음이다. 이 터보차저는 기존 트윈터보 시스템에 추가로 엔진 가까운 곳에 또 다른 작은 터보를 장착한다는 것이다. 이를 이용하면 연비를 개선할 수 있을 뿐 아니라 저속에서의 응답성이 크게 향상될 것으로 전문가들은 전망하고 있다.

포르쉐 측은 아직 트라이터보(혹은 트리플터보)를 장착한 신형 911터보의 정확한 출력을 공개하지는 않았지만, 업계 관계자들은 신형 911 터보가 525마력, 터보 S 모델이 550마력, GT2 모델은 600~620마력, GT2 RS 모델은 650마력의 출력을 낼 것이라고 기대하고 있다.

김한용 기자 / whynot@top-rider.com

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