[이코노믹리뷰=장영성 기자] 최근 자동차 동력원에 대해 환경 오염, 연비 규제 등 많은 사회적 이슈가 제기되고 있다. 이에 대한 대안으로 효율 좋은 내연기관과 하이브리드 시스템, 전기 및 연료전지 시스템 등 다양한 동력원이 개발되고 있다. 이렇게 다양한 동력원이 개발되고 있지만 자동차에 있어서 그 어떤 경우도 변하지 않는 키워드가 있다. 바로 ‘연비’다. 기아자동차가 올해 초 출시한 준중형 세단 ‘올 뉴 K3’가 극강의 연비를 자랑해 이목을 끌고 있다.

기아차가 지난 8월 25일부터 2일까지 K3 구매자 200명을 대상으로 생활 연비 콘테스트를 진행한 결과 최고 연비가 ℓ당 31.2km까지 나왔다. 상위 50명 평균 연비는 20.8km를 기록했다. 높은 연비의 결과는 운전자 주행 습관에 따라 더 높아질 수 있지만, K3 자체 연비가 높기 때문이다. K3는 제원상 공식 인증 연비는 리터당 15.2km다. 이는 경차인 모닝(15.4km/ℓ)과 비슷한 수준이다.

K3가 높은 연비를 지니게 된 가장 큰 핵심은 엔진에 있다. 기아자동차는 K3에 ‘스마트 스트림’ 엔진을 개발해 장착했다. 스마트스트림 엔진은 최적설계와 연비 신기술, 최적 제어 등 3가지 콘셉트를 기반으로 만들어진 3세대 엔진이다. 앞서 현대자동차그룹은 1세대 알파 엔진(1991년), 2세대 타우(2009년), 람다3.3(2018년) 등을 각각 출시했다. 기아차는 2025년까지 주요 동력계로 스마트스트림 엔진을 활용할 계획이다.

K3에 장착된 스마트 스트림 G1.6 엔진은 열효율이 기존(35%) 대비 10% 향상된 39%에 이른다. 최고 연비 운전영역을 확장해 차량의 실제 주행영역에서 높은 효율을 내게 된 것이다. 엔진의 기본기인 연소 기술을 발전시키면서 듀얼 포트 연료 분사 시스템(DPFI), 통합 열 관리 시스템 등 최신 기술을 집약해 동급 최고 수준 연비를 만들었다.

듀얼포트 연료분사시스템은 2개의 연료 분사 장치가 분사 시기와 비율을 최적화해 기존에 1개였던 때보다 연소 효율이 개선됐다. 이는 연료의 분무 최적화 함께 연소실에 남아 있는 연료를 최소화한다. 연비 개선과 함께 배기가스 저감에도 기여한다.

통합 열관리 시스템 기술은 엔진 내 통합유량제어벨브에서 운전 조건에 따라 냉각수의 유로와 온도를 최적으로 제어한다. 이 때문에 엔진 냉각을 위해 손실되는 에너지를 획기적으로 줄인 것이다. 결국 엔진이 동력을 낭비하지 않음으로써 연비향상에 기여한다. 차의 시동을 걸면 엔진은 냉각수온을 빠르게 올리고 고속운전에서는 저온으로 제어한다.

엔진과 더불어 연비를 절감하는 주요 요소는 변속기다. 기아차는 K3에 지능형 무단 변속기 ‘스마트스트림 IVT’를 달았다. 이 변속기는 변속비 폭이 높고 엔진 효율에 좋은 체인벨트 시스템이 장착돼 있다.

1분에 수천 바퀴 이상 회전하는 변속기가 10년 넘게 제 성능을 발휘하게 하는 것은 ‘벨트’의 품질이 관건이다. 고급 브랜드 자동차들의 시간이 지나도 부드러운 변속을 자랑하는 이유가 이 벨트에 있다.

기아차는 K3의 변속기 핵심 부품인 벨트에 기존 무단변속기(CVT)에 장착하는 푸시벨트가 아닌 체인벨트 시스템을 적용했다. 체인벨트 시스템은 기존 푸시벨트 대비 구동력을 전달하는 요소간 미끄럼 손실을 낮춘 효율이 우세한 구조다. 그 결과 6단 자동변속기 대비 4% 이상 차량 연비가 개선됐다.

윤종혁 파워트레인프로젝트추진실 실장(이사대우)은 “듀얼포트 연료분사 시스템은 기존 직분사엔진(GDI)만큼의 연료를 분사하면서도 성능을 내는데 부품가는 상대적으로 낮다”면서 “대신 부품가 낮은 만큼 또 다른 연비 신기술을 추가 적용할 수 있어서 높은 연비를 자랑하는 엔진을 만들 수 있었다. 연료효율에 최적화된 변속기인 IVT가 연비에 강한 엔진과 맞물려 최상의 호흡을 자랑한다”고 설명했다. 윤 실장은 “연비 규제가 강화됨에 따라 연비 자체는 파워트레인 핵심 기술로 계속해 자리 잡을 것”이라고 덧붙였다.