엔진 다운사이징
1. 개요
기존의 대배기량의 구형 엔진을 최신 기술을 활용한 고성능의 소배기량 엔진으로 바꿔 효율성을 높이는 방법. 연료의 방식이나 과급 여부를 지정해놓은 것은 아니지만 보통은 자연흡기 가솔린 엔진을 소배기량의 슈퍼차저나 터보차저 혹은 둘을 동시에 이용한 트윈차저 등의 과급기를 이용한 (보다)저배기량 엔진으로 대체하는 것을 말한다.[1] 가솔린 엔진에서는 GDI 엔진, 더 넘어 HCCI 엔진과 함께 전 세계적인 자동차 제조사들의 유행이자 목표가 되어 왔다.[2]
2. 배경
엔진 다운사이징은 날로 높아지는 유가와 강화되는 배출가스 규제[3]를 극복하기 위해서 자동차 업계가 내놓은 방법이다. 과거에는 저렴한 유가와 비교적 약한 배출가스 규제로 가솔린 엔진 자동차 제조사들은 배기량을 늘리는 데 그리 거부감이 없었다. 여기에는 저렴한 휘발유 가격때문에 대배기량 자동차를 선호하는 미국, 그리고 자동차의 배기량과 크기가 신분의 상징인 대한민국같은 자동차 소비자들의 욕구도 한몫 했다.
여기에 더해 배기량을 줄이면서도 마력과 토크 등 성능을 유지할 수 있는 과급기 기술 부족도 엔진 다운사이징의 방해 요소가 되었다. 이전 세대의 과급기 기술은 과급기 작동 회전수 범위가 좁고 자주 쓰이는 회전수 영역에 맞춰 설정이 제대로 이뤄지지 않아 터보랙이라는 고질적인 성능 문제가 있었고, 내구성 면에서도 여러 관리문제[4]등으로 스포츠카를 제외한 일반용 차량에서는 그리 널리 쓰이지 못했다.
그러나 석유 가격의 급등과 환경 오염에 따른 전 세계의 규제 강화가 겹치면서 어떻게든 연비는 높이고 배출가스는 줄이는 것이 자동차 업계의 제1목표가 되었다. 또한 과급기의 여러 문제점은 기술 발전에 따라서 어느 정도 극복 또는 참을 수 있는 정도의 불편으로 줄어 들며 엔진 다운사이징이 유럽의 자동차 제조사를 중심으로 유행처럼 퍼지기 시작했다.
3. 특징과 장단점
엔진 다운사이징은 종전 엔진에 약간의 개량을 거쳐 터보차저[5]만 얹는 경우도 많지만, 추가적인 성능 향상과 에너지 효율성 향상 차원에서 과급기와 잘 맞는 휘발유 직분사 기술을 적용하는 경우가 많다.
엔진 다운사이징은 비슷한 토크와 출력, 가용 RPM을 가지는 대배기량 자연흡기엔진과 소배기량 과급엔진이 있을 때 연비와 배출가스 발생량은 소배기량 과급엔진이 우수한 것을 이용한다. 과급기를 달면 기본적으로 엔진의 열효율이 높아지며, 소배기량 과급엔진이 대배기량 자연흡기엔진보다 가볍고 특히 실린더 수가 줄어드는 경우 마찰 등으로 낭비되는 에너지도 적어지기 때문이다. ECU 맵핑을 하는 경우 과급기의 부스트 압력을 조절하는 것으로 쉽게 출력을 상승시킬 수 있는 장점이 있으나, ECU가 복잡해지므로 애프터마켓에서 조절하기가 힘들어지므로 터보차저 GDi(T-GDi) 엔진의 사제 ECU 맵이 풀리는데는 엔진의 국내 출시로부터 오랜 시간이 걸렸다.
장점은 엔진이 작아진 만큼 연비가 좋아진다. 엔진이 작으면 기름도 적게 먹고, 기름도 적게 먹으면서 터보를 쓰니 힘도 큰 엔진 못지않게 강력하다. 추가로 배기가스 배출량도 적어지고, 터보를 사용해서 한번 더 돌리는게 가능하니 효율도 더 좋아지고 환경오염에도 강하다. 또한 작은 엔진이니 중량에도 이득을 크게 본다. '몇백 cc차이가 그렇게 커?'라고 하지만 엔진 주조도 엄연히 합금인만큼 무게 차이가 꽤 난다.
그러나 엔진에 부담이 크게 가는 과급기를 쓰는 방식인 만큼 관리에 더 많은 주의가 필요한 점은 변함없다. 순정 엔진에는 엔진 냉각수를 이용한 수냉식 오일쿨러, 피스톤 냉각용 오일젯, 소듐주입 중공밸브 등이 적용되어 있으므로 애프터 마켓 과급기 튜닝 엔진보다는 덜하지만, 순정 엔진이라도 기존의 자연흡기(NA) 방식에 비해 엔진 오일에 민감하여 상대적으로 고품질, 고점도의 엔진 오일을, 그것도 자주 교환해야 한다. 일례로 현대자동차는 자연흡기 엔진에 SAE 0W/5W-20 점도의 엔진 오일[6]을 사용하고 있지만 터보엔진에는 전염기가가 더 높고 아연-인 화합물로 이뤄진 내마모첨가제가 50 ppm 정도 더 많이 포함된 SAE 0W/5W-30 점도의 엔진 오일[7]을 사용함에도 불구하고, 취급설명서에서 자연흡기 엔진은 15,000km(가혹기준 7,500km)마다 엔진 오일을 교환할 것을 권장하고 있지만 터보차저 엔진은 10,000km(가혹기준 5,000km)마다 교환할 것을 권장하고 있다.[8]
토크곡선은 2,000rpm 부근의 저rpm 영역부터 최대출력이 발생하는 5,000rpm 지점까지 플랫한 곡선을 그리도록 설정하나, 보통 5,000rpm 이후 영역에서는 자연흡기에 비해 토크가 급속하게 떨어진다.[9] 이러한 설정 때문에 다운사이징 엔진에서는 보통은 보기 어려운 플랫한 출력 곡선이 나오는 경우가 종종 있는데 토크는 일정한 것이 좋지만, 출력이 플랫한 형태로 나오는 것은 반드시 좋다고 말하기는 어렵다. 출력은 토크와 회전수의 외적에 비례하므로 플랫 출력이라는 것은 회전수가 오르면 그에 비례하여 토크가 떨어진다는 의미가 된다. 저회전 영역부터 발휘되는 플랫토크는 높은 토크의 장점을 살려 이 영역대를 자주 쓰는 일상 주행이 편리하나, 반대로 회전수를 짜내야 하는 고속 주행에서의 토크 하락은 앞으로 더 보완해야 할 문제이다.
아무래도 엔진 다운사이징에서 오는 이점이 있듯, 단점도 존재한다. 바로 '''엔진 내구성이 떨어진다는 것'''. '배기량이 작으니 그걸 터보/슈퍼차저로 보완하자!'라는 의도가 역으로 엔진의 내구성을 깎아먹는게 흠이다. 실제로 링크 글에도 나와있듯 갈수록 엔진의 고장 빈도가 높아지고 있으며 이는 엔진의 다운사이징이 큰 영향을 끼친 것으로 보인다. 또한 최근에는 역으로 배기가스 및 오염물질이 많아진다는 이야기도 생겨나면서, 폭스바겐에 이어 르노와 GM 등의 업체에서는 무모한 다운사이징보다 현실적으로 배기량을 올려 효율을 높이겠다는 계획을 발표한 바 있다. [10] 실제로 포드와 현대자동차그룹에서는 기존의 무모한 다운사이징 터보 엔진을 대체하는 배기량을 조금 올린 업사이징 터보 엔진을 선보였다.[11]
참고로 무모한 다운사이징이 본래의 다운사이징의 의도에 역행하여 환경오염을 더 유발하는 결과를 가져온다는 논란도 많다. 엔진 수명 단축으로 인한 차량이나 엔진 자체의 짧은 교체 주기, 터보 엔진의 오염물질 배출, 자연흡기 대비 더 많은 소모품 교환 등의 이슈가 있다.
4. 엔진 다운사이징의 흐름
'''큰 차에 작은 엔진을 넣는다'''는 개념은 사실 꽤 예전부터 있었던 것으로, 사브와 볼보가 속한 국가 스웨덴은 큰 배기량에 따른 세금을 엄청나게 물리기로 유명했기 때문에 위 두 회사는 터보차저 위주의 과급기를 적극적으로 사용해 왔다. 두 업체 모두 자동차 뿐만이 아닌 항공기, 선박 엔진 등도 개발하는 기술력이 있었기 때문에 가능했던 것. 그러나 다운사이징 개념이 확산될 즈음에는 두 회사 공히 덩달아 자동차 분야에서 사세가 기울어 가고 있었기 때문에 별다른 주목은 받지 못했다.
폭스바겐이 골프의 2.0 가솔린 자연흡기 엔진을 1.4 가솔린 트윈 차저[12] 엔진으로 바꾸며 엔진 다운사이징의 물꼬를 텄고, BMW 역시 3.0 N55와 2.0 N20 트윈파워 터보엔진을 필두로 전 차종에 터보엔진을 적용하고 있으며, 이는 메르세데스-벤츠 또한 마찬가지여서 메르세데스-마이바흐를 제외한 모든 브랜드에서 V12 바이터보 엔진을 V8로 대체하기로 했다. 아직까지 엔진 다운사이징에 가장 적극적으로 나서는 것은 유럽계 자동차 제조사들이다.
가솔린 엔진에 터보차저를 적용하는 것에 매우 보수적이었던 대한민국의 현대자동차 역시 북미형 쏘나타의 3.3 람다를 2.0 세타 T-GDi로 대체하며 다운사이징의 포문을 열었다. 현대자동차는 이 외에도 1.0 카파 TCI와 1.6 감마 T-GDi, 3.3 람다 T-GDi를 활용하여 [13] 엔진 다운사이징에 적극적으로 나서고 있다. 대표적인 사례는 그랜드 카니발/카니발R의 2900 → 2200 다운사이징[14]과 기아 쏘렌토 풀모델 체인지 2500 → 2000/2200 다운사이징[15], 그리고 기아 봉고 2900 → 2500 다운사이징 . 그런데 보수적이던 이유가 현대가 국민을 봉으로 알아서가 아니고, 애초에 내수 소비자와 시장이 요구해 온 "고정 배기량에 차체만 비대해져" 온 한국시장의 특성인지, 중형차 다운사이징이라고 하면 1.6 터보를 생각해야지 기존 배기량에 터보로 출력을 올린 걸 기대하니 그런 거다. 다운사이징이 널리 적용되면 경차 600cc 소형/준중형차 1000~1400cc 중형차 1500~1800cc, 준/대형차 2000cc대가 되어야 정상.
2015년 LF 쏘나타와 2세대 K5(JF)에 '''1.6L 직분사 터보 엔진'''을 올리면서 [16] 2.4L에 대해서도 엔진 다운사이징이 들어갔다.
2020년도에 들어서는 람다2 3.3/3.8L 가솔린 자연흡기 엔진이 세타3 2.5T 엔진으로 다운사이징이 이루어졌다. 적용된 차량은 제네시스 G80(RG3)이 있으며 이에 대한 반응은 다소 엇갈리고 있다.
르노삼성자동차의 경우에도 2020년에 나온 SM6의 부분변경 모델부터 2.0 직분사 엔진을 1.3 가솔린 터보 차저 엔진으로 다운사이징에 들어갔다.
다만 부작용이 존재한다. 3.0~3.5L 급 엔진들이 2.0L 터보차저 엔진으로 다운사이징이 이루어지고 있는데, 보통 3L 급 이상은 6기통 실린더로 구성되어 있어서 다운사이징으로 인해 4기통으로 줄어드는 부작용으로 자동차 애호가들에게 원성을 듣고 있다. 실린더의 수가 줄어들면 그만큼 엔진의 진동이 커지며 회전질감 또한 거칠어진다. 실린더 당 출력이 강해져 엔진에 부담을 주는 과급체계에서는 더욱 이러한 단점이 두드러진다. 이는 밸런스 샤프트나 옵셋 크랭크 샤프트 같은 기술을 적용하여 어느 정도 완화할 수 있지만 100% 극복할 수 있는 문제는 아니다. 거기다 흡기과정 중, 인터쿨러를 거치는 과정에서 터보렉이라는 게 존재하며, 예열과 후열을 반드시 해줘야할 정도로 관리 또한 굉장히 까다롭다.[17] 이것으로 문제가 되는 차종들은 2.5~3.0L 6기통 자연흡기 엔진을 채용했다가 다운사이징에 들어가면서 4기통 2.0L 터보차저로 너프된 사례들이다. 과거에 6기통 자연흡기 엔진을 채용했던 벤츠의 C클래스와 E클래스(E300, 과거 E350)와 BMW 3시리즈(~E바디 328i, F바디 330i), 5시리즈(530i, 과거에는 528i)가 해당된다. 해당 차량들은 엔진 다운사이징으로 실린더 수가 6개에서 4개로 줄어들어 4기통 터보차저 엔진으로 변경되었다.[18] 현재 해당 모델에서 6기통 모델을 선택하려면 벤츠 E클래스의 경우에는 E450을, BMW 5시리즈의 경우에는 540i 모델을 구입해야 하고 BMW 3시리즈의 경우에는 다행히도 M340i라는 대체제가 존재한다. 반면 경쟁차종인 C클래스는 6기통을 고르려면 무조건 AMG로 올라가야 한다.(...) E450이나 540i의 경우에는 1억이 넘는 거금이 들어간다.[19] 그 돈이면 한 단계 위인 S클래스나 7시리즈 하위 모델도 넘볼 수 있는 가격대다. 이 때문에 기존 6기통의 감성을 즐겼던 수입차 소비자들에게는 선택권이 줄어든 문제로 원성을 듣고 있다. 2019년형 BMW 5시리즈(530i)의 한 오너가 530i를 구입하기 이전에 왜 그때 540i의 존재를 잊고 있었던건지 후회와 아쉬움이 크게 남는다고 한다. # 또한 이러한 6기통 자연흡기 엔진을 대체하는 4기통 터보 엔진들은 대부분 옥탄가 95이상의 '''고급휘발유 주유를 권장한다.''' 연비에서 이득을 보더라도 보통휘발유보다 비싼 값을 지불해야 하므로 장점이 상쇄되며, 특히 시골의 경우 고급휘발유를 취급하는 주유소가 자치단체 내에 한 군데도 없는 경우가 많고 있더라도 보통휘발유보다 터무니 없이 비싼 가격을 요구하여 어쩔 수 없이 넣는 경우도 있다.[20]
미국계 제조사들도 과거와 달리 이제는 엔진 다운사이징에 적극적으로 나서고 있다. 포드는 1.6, 2.0 에코부스트 엔진을, 제너럴 모터스는 1.4 터보[21]와 2.0 터보 직분사를 적극적으로 활용하고 있다. 또한 피아트 산하 크라이슬러, 닷지, 지프, 램의 경우에는 상업용 차량에 들어있는 커민 대배기량 디젤 엔진이 아닌 비교적 소형 디젤 엔진들도 적극적으로 미국시장에서 팔고 있다. 그 결과로 포니카의 상징인 포드 머스탱조차 이전 같으면 상상할 수 없었던 마쓰다제 4기통 2.3L 터보엔진이 떡하니 들어가 있고, 대배기량 픽업트럭의 강자 F-150조차 2.7L 터보, 3.5L 터보 엔진을 장착했을 정도이다. 피아트 산하 램 1500 트럭의 경우에는 6기통 3.0L 에코디젤을 탑재했는데, 이게 마세라티 콰트로포르테, 기블리에 들어가는 디젤 옵션 엔진과 같을 뿐더러, 마력은 적지만 트럭의 특성상 중요한 토크가 5.7L 자연흡기 엔진을 바른다! GM 계열인 한국GM 역시 국내에 1.4 터보 엔진을 적용한 트랙스를 시작으로 지금까지 가솔린 엔진 터보차저에 매우 미온적이던 크루즈에도 2014년형부터 트랙스와 같은 엔진을 적용하기 시작했다. 다운사이징에 소극적이던 일본 메이커의 참여도 시작되었는데 르노-닛산-미쓰비시 얼라이언스의 MR16DDT[22]가 그것이다.
엔진 다운사이징은 전 세계적인 가솔린 엔진의 추세지만 그것을 반기지 않는 사람도 있다. 미국을 중심으로한 NA 고배기량 머슬카 마니아나, 고회전 엔진을 쥐어짜거나 다기통 엔진의 부드러운 반응, 커다란 배기음[23]을 즐기는 사람들은 터보차저를 단 다운사이징을 그리 환영하지 않는 반응을 보인다. 포뮬러 1 팬들은 낮은 배기량과 rpm을 극복하기 위해 2014년부터 도입된 터보엔진을 매우 싫어했다. 하지만 원래 안은 4기통이었다는 게 충공깽.
페라리는 488에 다운사이징 터보를 적용해 그 우수성을 인정받았고,[24] 애스턴 마틴도 기존에 고수하던 6.0L 자연흡기 엔진을 버리고 DB11에 5.2L 트윈터보를 장착했으며, 람보르기니도 슈퍼카 시장에서는 다운사이징 압박이 크지 않지만 시장 변화에 언제나 열려 있다고 밝혔다.[25] V12 자연흡기 엔진을 고수해 왔던 제조사들도 세계적인 흐름에 따라가는 셈이다.
엔진 배기량을 기준으로 자동차세를 걷는 대한민국의 기초자치단체 역시 대놓고 엔진 다운사이징을 반대하지는 못하지만 그렇다고 환영하는 반응 역시 보이지 못하고 있다. 과급기 여부는 자동차세에 반영을 하지 않고 있어 배기량을 줄이는 것 = 세수감소가 되기 때문. [26]
일본 메이커들은 상대적으로 엔진 다운사이징에 소극적인데, 이는 일본 내수 시장이 경~소형차 위주의 시장이다 보니 이미 배기량이 작은 것도 있을 뿐더러[27], 국내에서 터보에 대한 인식이 '연비 나쁜 차', '고급차 전용'으로 굳어져 있기 때문이다. 그래서 일본의 대표적 중형차인 토요타 캠리, [28] 닛산 알티마에는 기본 배기량 트림인 2.5L에서 다운사이징한 트림이 아예 존재하지 않는다. 거기다 이미 토요타는 하이브리드 집약체가 있다보니 굳이 다운사이징에 연연하지 않는다.
한국 역시도 소비자들은 다운사이징을 크게 환영하지는 않는다. 아직도 차량은 일종의 '''과시용'''이나 '''보이는 것'''에 주목하는 문화가 남아있는 상황에서 아무리 같은, 혹은 더 뛰어난 성능이라도 눈에 드러나는 배기량이 낮아짐으로써 마치 하위트림처럼 보이는 경우가 많기 때문이다.[29]
사실 과거 1970년대 오일쇼크 당시에도 엔진 다운사이징 바람이 불었었다. 이 당시까지 최고의 위치에 있던 미국차가 다운사이징 대응이 늦어지면서 유럽과 일본차에게 밀려나게 된 것. 결국 지금은 2차 다운사이징 열풍이라 할 수 있겠다.
5. 엔진 다운사이징 같아 보이지만 아닌 경우
엔진 다운사이징의 개념은 구형 대배기량 엔진과 비교할 때 출력과 토크를 어느 정도 유지하거나 개선하면서도 배기량이 작은 엔진을 쓰는 것이기에 과급기의 여부가 중요하지는 않다. 과급기를 쓰지 않아도 가변 밸브 타이밍이나 GDI 엔진처럼 자연 흡기 엔진의 다운사이징을 하는 방법은 얼마든지 있다. 그렇지만 이러한 기술 발전 없이 무작정 배기량과 함께 마력과 토크까지 떨어트려 힘없는 자동차를 만드는 것은 엔진 다운사이징이라고 하지 않는다. 참고로 이런 식으로 배기량 축소가 된 차량은 고속주행을 자주하는 차량일수록 '''연비를 오히려 떨어뜨려서''' 상위엔진보다 기름을 더 소모하는 역전현상이 발생한다.
가장 쉽게 찾아볼 수 있는 예가 현대자동차가 엔진 개발 능력이 없거나 초기 단계였을 시절에 내놓은 1.4~1.5L[30] 중형차와 대우자동차가 1.5L XQ 엔진[31]을 얹어 내놓은 중형차들이다. 초기의 현대 1.4L 중형차는 큰 차체에 걸맞지 않은 작은 엔진을 얹어 오르막길에서 퍼지는 경우가 많았다. 본래 1.6L 엔진을 얹도록 만들어진 현대 스텔라에 포니용 1.4L 엔진을 얹은 스텔라 이코노미가 대표적이다.[32] 이후 이에 대항하기 위해 대우자동차가 커다란 차체에 1.5L 엔진을 얹은 '로얄 XQ'[33]를 내놓았고, 현대자동차도 여기에 다시 대항하기 위해 스텔라에 기존의 1.4L 엔진 대신 1.5L 엔진을 얹기 시작하고 이와 동시에 1.6L 버전을 아예 없애버림으로써[34] '1.5L 중형차 대결'이라는 기형적인 구도가 한동안 계속되게 된다.[35] 이렇게 '그냥 작은 엔진'을 얹은 차는 '세금 적게 내는 큰 차'를 찾던 당시 대한민국의 니즈(...)에 영합해 나온 물건으로, 엔진 다운사이징과는 무관하다.[36]
이 문제는 굳이 현대자동차만의 이야기는 아니다. 당시 대우 로얄 중에서도 중형차에 1.5L XQ 엔진[37]을 얹어서 내놓은 로얄 XQ, 로얄 듀크[38]와 로얄 프린스 1500[39]이 있었는데 이 차들도 절름발이 세단이라는 멸칭을 들을 정도였고, 대우 에스페로도 중형차[40]에 1.5리L 엔진이 얹혀 나오는 등 '그냥 작은 엔진'을 얹은 차는 1980~1990년대 대한민국에서 꽤 자주 볼 수 있는 차였다. 기아자동차도 중형차인 콩코드에 1.5L 엔진을 얹은 캐피탈을 내놓기도 했는데 콩코드가 애초에 많이 작은 중형차였다는 점과 모델의 앞부분 외관과 이름을 바꾸어 준중형급을 내세우며 내놓은 덕분에 허약한 중형차의 오명은 피할 수 있었다.
그리고 이 유구한 전통(...)은 삼성이 자동차산업에 진입하면서 르노삼성 SM5 2세대(EX1)에 닛산 티아나보다 작은 2리터 엔진을 얹고, 프린스 위에 브로엄을 두었듯 SM5위에 SM7을 두면서 21세기에도 재현되었다. 세금 무서운 건 21세기에도 여전해서[41] 중형차가 2.3L[42]부터 시작하는 건 좀 부담스러울 거라 생각한 모양이다.
이러한 힘 없는 차에 대한 반동인지 지금의 대한민국의 주요 자동차 제조사들은 세계 기준에 뒤지지 않는 배기량의 엔진을 적용하고 있으며, 엔진의 성능도 세계 수준과 충분히 경쟁할 수준으로 발전하여 적어도 지금 팔리는 승용차들은 적어도 힘이 부족하다는 비난은 그리 받지 않는다. [43]
6. 다운스피딩
같은 속도로 운행할 때 사용하는 엔진 회전수를 낮추는 것을 다운스피딩이라고 부른다.
시간이 지나면서 엔진 기술이 발달되어 파워밴드가 넓어져 저회전 영역과 고회전 영역 모두에서 비슷한 토크를 낼 수 있게 되었다. 또한 변속기 기술도 발달되어 변속기의 단 수가 많아졌고[44], 또 일정한 단 수가 없이 연속적으로 변속할 수 있는 변속기가 상용화되어 연비와 성능 두 마리 토끼를 모두 잡을 수 있게 되었다. 여기에 고유가와 환경 규제의 강화로 인한 다운사이징이 활성화되면서, 연비를 상승시키기 위한 목적으로 다운스피딩 또한 활발히 적용되게 되었다.
다운스피딩의 방식은 지역별로 크게 다르다. 미국의 경우 직선형 도로가 많기 때문에 장거리 주행 시의 편안함을 중시했고, 이 때문에 대배기량 가솔린 엔진이 선호되는 편이다. 허나 배기량이 커지면 연비가 필연적으로 나빠지게 되니 대배기량에서 오는 여유토크를 이용해 탑기어의 기어비를 길게 세팅[45]해 사용하는 RPM을 줄이는 방식이다. 콜벳 C7를 예로 들자면 가벼운 차체에 비교적 큰 엔진이(6.2리터) 들어가있어서 60 mph(96 km/h) 운행 시 최고 단수에서 엔진 회전수가 1200rpm 정도 나오게 설정했다. 그 결과 배기량 답지 않게 정속주행 시 고속 연비가 12 km/L에서 최대 14 km/L까지 상승하게 됐다.
한국의 경우 유럽차 지향 메이커(GM대우)는 다운스피딩을 적극적으로 도입했고 반면 일본차 지향(현대,기아)의 경우 지형이 일본과 비교적 비슷한 한국이기에 산지가 많고 도로선형이 구불구불하니 동력성능을 끌어올리는 쪽(기어비를 짧게 세팅)으로 세팅하는 편이었다. 전자의 경우라면 시속 100km 기준 약 2100rpm 수준이고 후자의 경우 2700~3000rpm 수준이다. 이래서 대우차는 고속 연비가 좋다라는 말이 나오게 된 것이다.[46] 그래서 당시 GM대우 차량은 시내주행에서는 4단까지만 사용하여도[47] 큰 무리없이 주행이 가능했었다.
그러나 현재는 엔진 및 변속기 기술의 발달로 현대자동차그룹 차량 기준으로 6단 자동변속기는 100km/h 기준 2100rpm, 터보 엔진 + 7단 DCT나 8단 자동변속기는 1700rpm 전후로 나오게 하는 추세이며 디젤 승용의 경우는 위의 콜벳과 같은 1500rpm 안쪽으로 설정이 된다.
7. 엔진 개발자가 알려주는 자동차 터보엔진 예열/후열
다운사이징 엔진은 기본적으로 터보엔진을 사용하여 열이 많이 발생하기 때문에 기존 자연흡기 엔진에 비해 내구성이 좋지 않다. 그렇기에 기존 자연흡기 엔진과는 다른 관리가 필요한데 보통 많이 알려진 1~3분 예열과 후열[48]은 환경에 오히려 안 좋고 시간/연비로도 비효율이다. 그러기에 장시간 보관하지 않은 이상[49] 출발시 3~4초 대기 후 바로 출발하며 자동변속기에 경우 매뉴얼 기어모드로 하고 시작시 1000~1500RPM을 유지하며 운행한다. 보통 2000RPM을 넘기지 않는게 좋다. 엔진 온도계가 올라가거나 5분 이상 운행하면 그때부터 RPM을 올리면 된다. 추운 겨울에는 좀더 예열 시간이 필요할 수 있으니 7~8분 더 주도록 하자. 이렇게 하면 빠르고 효율적인 예열이라 할 수 있다.
후열은 일반적인 도시 주행에서는 필요없다. 평소 집에 도착하기전 정지/저속 운행으로 이미 엔진이 많이 식었기 때문이다. 무엇보다 요즘 나오는 터보엔진은 자동차가 시동이 꺼져있어도 과열되어 있을 경우 내부 터빈이 어느정도 돌다가 꺼진다. 하지만 고속도로 주행에서는 많이 과열되어 있기에 1~3분 정도 후열시간이 필요하지만 휴게소에서 성격이 급한 한국인의 특성과 자연환경을 고려해도 좋지 않은 방법이기도 하다. 이것도 휴게소등에서 정차전 5~10km 거리에서 1500RPM으로 유지 즉 2000RPM 밑으로 유지하며 도착지에까지 낮은 RPM으로 운행해서 휴게소 도착하여 정차하는 것이 최고의 후열이라고 한다.
수동변속기는 원래가 매뉴얼 방식이기에 이런 방법은 쉬운 부분이지만 자동변속기 차량등은 불편함이 많은 방법이나 확실히 터보엔진에 수명에도 효과적이며 시간효율도 좋다고 한다.
[1] 디젤 엔진은 이제는 웬만하면 터보차저를 기본으로 넣고 있다. 과급기 없이 토크만 높고 출력이 엉망인 디젤 엔진은 이제는 승용차에서는 드물다. 하지만 트럭이나 버스에서는 개도국에서는 아직도 과급기 없이 출시하지만 선진국에서는 무조건 과급기를 꼭 달고 나오고 있다.[2] 2010년대 후반에 들어서면서 무분별한 다운사이징의 부작용에 대한 반성이 시작되고 있다.[3] 대표적으로 이산화탄소 규제. 유럽에서 판매되는 모든 자동차는 2021년까지 CO2 배출량을 95g/km 수준까지 낮춰야 한다. 이는 현재 대부분 차량들의 CO2 배출량의 60-70% 수준까지 낮춰야 한다는 이야기.[4] 과급기를 쓸 경우 피스톤이나 실린더에 가해지는 스트레스가 커진다. 특히 터보차저의 경우 터빈이 작동할 경우 터빈의 회전속도가 50,000~200,000rpm에까지 이르러 매우 고온인 상태인데, 시동이 꺼져 오일 순환이 갑자기 멈추면 터빈 베어링에 오일이 산화된 슬러지가 생성되고 이 것이 굳어버리는 문제가 있기 때문에 반드시 후열이 필요하다. 따라서 터보차저가 장착된 차량은 후열을 제대로 하지 않을 경우 터빈 임펠라에 오일 슬러지가 쌓여 효율이 떨어지고 수명이 짧아진다. 다만 후열 문제는 시동이 꺼져도 일정시간 동안 터보차저에 엔진 오일과 냉각수를 순환시켜 자동으로 후열을 해주는 방법이나 ILSAC GF-5 등급 같이 슬러지 생성을 제한한 엔진 오일 등으로 어느 정도 극복되었다.[5] 슈퍼차저는 과급에 동력 손실이 적지 않은 만큼 추가적인 성능 향상보다는 성능 유지와 연비 향상 목적으로는 그리 효율적인 선택은 아니다.[6] ACEA C2 급의 뉴 프리미엄 혹은 API-SM, GF-4 규격의 프리미엄 LF.[7] ACEA C2 급의 메가 터보 씬 혹은 ACEA A5 규격의 터보 씬.[8] 그렇다고 해서 현대차의 순정 가솔린 터보 엔진에 애프터 마켓 터보엔진처럼 10W-60 같은 수준의 높은 점도의 오일을 쓸 필요는 없다. 순정인 5W-30 점도가 정히 불안하다면 그 보다 한 단계 높은 5W-40 점도면 충분하다. 순정 오일이 불안하지만 점도를 바꾸기 싫다면 유럽식 가솔린 엔진용으로 사용되는 ACEA A3/B4 규격 제품을 사용하는 것도 좋다. A3/B4 규격은 고온에서의 점도유지력을 나타내는 HTHS 값이 3.5 이상으로, 2.9~3.5인 A5/B5 등급의 제품보다 뛰어나기 때문이다. 사족으로 5W-40 점도의 제품들의 ACEA 등급은 대부분 A3/B4나 C3이다.[9] 일반적인 가솔린 DOHC 엔진의 최대토크는 4,000rpm, 최대출력은 6,000rpm 전후로 나온다.[10] 폭스바겐은 이를 '라이트사이징(Rightsizing)'이라고 표현하고 있다. 참고로, 2018년 하반기에 한국 GM에서는 말리부 1.35 터보를 내놓으면서 이 '라이트사이징'이라는 단어를 갖다 쓰면서 '다운사이징을 넘어서 라이트사이징'을 한다고 홍보하고 있는데, 이는 폭스바겐이 말한 '라이트사이징'의 의미와는 동떨어진 것이다. 말리부에 1.35리터 터보는 '극단적인 다운사이징'이지 결코 '라이트사이징'이 아니다. 물론 폭스바겐이 말한 '라이트사이징'과 전혀 상관없다고 한국 GM이 주장한다면 할 말 없지만...[11] 특히 현대자동차그룹은 세타2 엔진 결함으로 크게 홍역을 치른 바가 있어 기존의 세타2 2.0T 엔진을 대체하는 세타3 2.5T 엔진을 선보였으며 람다 엔진도 기존의 람다2 3.3T 엔진을 대체하는 람다3 3.5T 엔진을 선보였다.[12] 터보차저(배기압을 이용하여 터빈을 돌리는 과급기)와 수퍼차저(엔진 회전을 이용하여 터빈을 돌리는 과급기)를 동시에 사용하므로 '트윈 차저'라고 불렀다.[13] 다만, 내수용에 그런 표현을 하기가 애매할 뿐이지 본래 2.0 T-GDi는 다운사이징이 맞다. 미국 시장에서 3.0~3.5리터 6기통 엔진을 적용하던 것을 2.0리터 T-GDi로 대체하는 것이기 때문이다. 문제는 한국 내수 시장에서는 원래 3.0~3.5리터 엔진을 장착한 중형차를 거의 팔고 있지 않았고 2.0리터 자연흡기가 주류였기 때문에 2.0 T-GDi를 다운사이징이라고 설명할 방법이 없다는 것이다.[14] 그런데, 2.9 디젤에서 2.2 디젤로 변경한 것은 다운사이징이라는 개념이 유행하기 전에 있었던 일이다. 그냥 배기가스 문제가 심했던 기아의 구형 2.9리터 엔진을 새로 개발한 R 엔진으로 교체한 것일 뿐이지 특별히 다운사이징을 의식하고 그렇게 한 것은 아니다.[15] 이것도 그냥 상용형 엔진에서 새로 개발한 승용형 엔진으로 교체한 것일 뿐이지 딱히 다운사이징을 의식한 것은 아니다.[16] 엄밀히 따지면 1.6리터 직분사 터보는 기본적으로 자연흡기 2.4~2.5L 엔진을 대체하기 위한 것이다. 2.0L 자연흡기 엔진을 대체하는 다운사이징 엔진은 대개 1.3~1.4L 직분사 터보이다. 실제로 현기차 중형차의 2.0 자연흡기 모델은 아직까지 주력 모델로 잘 살아있으며, 1.6T 모델은 가격 면에서나, 표기 성능 면에서나 2.0 자연흡기에 비해 상위에 있다. 꽤나 빠르게 터보엔진으로 모두 갈아치운 쉐보레 말리부의 경우에도 페이스리프트 되며 1.35T 엔진으로 경쟁사의 2.0 자연흡기 모델과 경쟁하고 있다. 현대자동차그룹에서도 이를 인식하고 2세대 i30에 들어가는 2.0 자연흡기를 대체할 1.4T 엔진을 개발하여 3세대 i30에 탑재한 이력이 있으나 배기가스 인증 문제로 해당 엔진을 탑재한 모델은 국내에서는 단종되었다. 결국 현 시점에서 2.0 자연흡기 엔진을 대체하는 터보엔진은 없는 셈. 1.6T는 2.4 자연흡기를 대체하는 모델이라고 보는 것이 맞다.[17] 예열은 RPM이 1,000 미만으로 떨어뜨리고 냉각수 온도 게이지가 첫 번째 눈금까지 올라올때까지 해줘야하며, 영상 6도 기준으로는 약 7~8분 정도 소요된다. 만약에 예열과 후열을 해주지 않고 바로 시동을 끄거나 출발을 하게되면 후에 엔진에 이상이 발생할 수 있다.[18] 심지어 다운사이징이 적용된 BMW 5시리즈 F10 528i의 경우에는 배기량 대비 연비까지 좋지 못하여 BMW 애용자들에게 가루가 되도록 까였었다.[19] BMW의 경우에는 프로모션 할인률이 워낙 높기 때문에 출고값 1억 미만으로 구입할 수도 있다.[20] 갭이 작은 주유소의 경우 리터당 백원 정도 차이가 나지만 350원정도로 큰 갭을 잡아놓은 주유소도 있다.[21] 이후 1.5리터나 1.35리터 등도 등장.[22] 대한민국에서는 3세대 SM5의 TCE 트림에 적용된다.[23] 터보차저가 장착될 경우, 배기가스가 터빈과 충돌하여 고유의 배기음을 잃게 된다.[24] 이 엔진을 GTC4LUSSO에도 장착한다. V12로 출시해 다운사이징 V8트림을 내놓은 셈.[25] 람보르기니, "우린 여전히 V12를 사랑해"[26] 다만, 공인연비는 2.0이 더 높다. 다운사이징 엔진이라 하여 항상 연료를 많이 먹으면서 고출력을 내는 것은 아니기 때문이다. '필요할 때만 배기량보다 훨씬 높은 출력을 낼 수 있는 엔진'이라고 보는 것이 옳다. 높은 출력이 필요하지 않을 때는 직분사 엔진의 특성을 살려서 연료를 절약하는 것도 가능하다. 다만, 엔진 기술이 발전한 지금은 '그렇다면 굳이 그렇게 배기량을 무리하게 내리지 말고 적절한 배기량을 유지하면서 고출력이 필요하지 않을 때는 그냥 연료를 절약할 수 있도록 하면 되지 않는가'라는 인식이 폭스바겐 등 여러 메이커로부터 생겨났다.[27] 경차라고 무슨 오토바이마냥 660cc 엔진을 박는건 예삿일이고, 소형차들은 대부분 1.0~1.4L가 보편적이다.[28] 혼다 어코드는 2018년에 10세대로 바뀌면서 2.4L와 3.5L를 각각 1.5T, 2.0T의 다운사이징 엔진으로 교체하였으므로 이 문단에서 삭제.[29] 이는 한국 최대의 자동차 회사인 현대자동차가 다운사이징에 소극적이었던 가장 큰 이유이기도 하다. 특히 그랜저와 K7의 경우에는 모든 엔진 라인업이 자연흡기다.[30] 그냥 1.5L라고 기술되어 있었으나 현대가 처음에 적용했던 것은 1.5L가 아니라 1.4L 엔진이었다. 현대자동차는 미쓰비시에서 1.2, 1.4, 1.6L 엔진을 들여와서 생산했는데, 이 중 1.6L 엔진을 중형차에 기본적으로 적용하고 1.2~1.4L 엔진은 포니에 적용했으나, 중형차의 '경제형'이라는 개념으로 1.4L 엔진을 장착한 '이코노미' 버전 코티나 마크 IV를 내놓았고, 이를 코티나 마크 V, 스텔라에도 계속 이어 갔다.[31] 본래 '맵시-나'를 위해 만든 엔진이다.[32] 당시 현대차는 미쓰비시 자동차의 플랫폼과 파워트레인을 많이 활용하고 있었으나, 현대 스텔라는 포드 코티나의 플랫폼을 바탕으로 바디 디자인을 변경하여 만든 것이다. 그리고, 1.4L 엔진을 얹은 '이코노미' 버전은 스텔라가 처음이 아니라 코티나 마크 IV, 코티나 마크 V 시절부터 이어져 온 것이고, 대우자동차가 이에 대항하기 위해 1.5L 엔진을 로얄에 얹은 '로얄 XQ'를 내놓는 계기가 되기도 하였다.[33] 1986년에 페이스리프트되면서 '로얄 듀크'로 변경되었다.[34] 단, 1.6L 스텔라를 없애고 스텔라를 1.5L로 단일화하는 대신 1.8, 2.0L를 얹은 버전을 '소나타'라는 이름으로 1985년 가을에 내놓았다. 1.8, 2.0L 버전의 소나타는 해외에서는 '스텔라 프리마'라는 이름으로 판매되었다.[35] 사실 엄밀히 따지면 스텔라 정도의 사이즈에 1.3~1.5리터 배기량의 엔진을 얹은 중형차는 당시 유럽에서도 흔히 볼 수 있는 것이었으므로 그렇게 기형적인 것만은 아니었다. 다만, 유럽에서는 수동변속기가 주류였으므로 낮은 배기량의 중형차도 큰 문제가 되지 않았으나 우리나라에서는 이 당시부터 자동변속기가 널리 보급되기 시작했기 때문에 엔진의 힘이 부족한 것이 유럽과는 달리 큰 문제가 되기 시작했던 것이다. 그리고, 스텔라 사이즈의 작은 중형차에는 유럽에서도 낮은 배기량이 많았으나 로얄 사이즈의 큰 중형차에 1.6L 미만의 엔진을 장착한 경우는 매우 보기 어려웠다. 참고로 우리나라에서는 스텔라 및 이전 모델인 코티나 마크 IV/V와 로얄이 동급으로 취급되었으나 유럽에서는 코티나와 레코드(로얄의 원 모델)는 동급이 아니었다.[36] 과급기를 활용해 배기량을 줄이면서 출력을 유지 또는 개선하고 연비 개선, 배기가스 배출 감소를 노리는 게 엔진 다운사이징이다.[37] 연비가 좋지 못했던 기존 제미니, 맵시의 엔진을 대체하기 위해 새로 개발한 엔진이 XQ 엔진이고, 이 엔진을 얹어서 먼저 내놓은 소형차가 '맵시-나'이며, 이후 같은 엔진을 중형차인 로얄에 적용하여 내놓은 것이 '로얄 XQ'이다. 로얄 XQ의 외관은 로얄 프린스가 등장하기 이전의 1.9L 버전 로얄의 외관과 동일했다. 로얄 XQ의 등장에 의해 로얄 시리즈는 1.5L 로얄 XQ, 1.9리터 로얄 프린스, 2.0L 로얄 살롱이라는 체계를 갖추게 된다.[38] 로얄 XQ가 페이스리프트되면서 이름이 XQ 대신 '듀크'로 변경되었다.[39] 이후 프린스 1500으로 변경됨.[40] 에스페로가 중형이냐 준중형이냐에 대해서는 논란이 있을 수 있으나, 일단 이 문장에서는 중형으로 분류했다. 에스페로의 스펙은 전장 4,615mm, 축거 2,620mm로 르망(4,260/2,520)보다는 로얄(4,617/2,668)에 가까우며, 초기형(1990년식)에는 2리터 엔진 모델만이 있어 후기형(1996년식)을 중형차에 1.5L 엔진을 얹은 모델로 볼 수 있다. 1990년대 초반의 뉴 쏘나타(4,680/2,650)와 엘란트라(4,375/2,500)의 스펙과 비교하여도, 에스페로는 준중형보다는 중형에 가까운 덩치임을 알 수 있다. 다만, 길이만 볼 때의 스펙은 그렇지만 에스페로는 로얄에 비해 매우 날렵하게 생겼다. 즉 수치상의 제원에 비해 부피가 작았고, 때문에 무게도 가벼웠다. 현대자동차의 스텔라는 사실은 대우의 로얄시리즈에 비하면 한 급 작은 사이즈의 차였는데, 에스페로의 사이즈는 스텔라에 가까웠다. 로얄시리즈에 1.5L 엔진을 얹은 것에 비하면 스텔라나 에스페로에 1.5L 엔진을 얹은 것은 조금이나마 여유가 있었다.[41] 크루즈 1.8과 말리부 2.4가 까이는 이유 중 하나가 세금이다. 2014년 기준, 신차 기준으로 1599cc(1.6리터) 자동차의 1년 지방세는 291,000원, 1799cc(1.8리터)의 1년 지방세는 467,740원으로 17만원 넘게 차이가 난다. 1999cc(2리터)는 519,740원, 2399cc(2.4리터)는 623,740원으로 10만 원 정도 차이가 난다. 참고로 2999cc(3리터)는 779,740원.[42] 2299cc로 잡는다면 1년 지방세는 597,740원. 1999cc보다 7만 8천원 더 낸다.[43] 현기차의 유럽형 모델은 국내 모델보다 오히려 배기량이나 마력을 줄이는 경우가 많다. 대한민국 자동차 시장은 북미 시장의 영향을 받아 배기량과 마력을 중시하는 성향이 강한데다 그나마 배기량별 세금 부담이 과중하지는 않다. 유럽 시장은 이러한 세제 문제에서 더 까다로울뿐더러 친환경과 연비 중시 성향을 보여 일반적인 주행에 넘치는 성능은 연비와 오염물질 배출을 줄일 수 있다면 낮추는 것.[44] 일반적으로 크기, 무게 등의 요소를 제외하면 변속기는 단 수가 많을수록 좋다.[45] 기어비를 길게 세팅한다는 것은 한 단으로 더 높은 속도를 낼 수 있도록 설정한다는 뜻이다. 즉, '''변속 간격이 길어진다'''는 뜻으로 이해하면 된다.[46] 다만 이시절에도 무게대비 큰 엔진이 올라갔던 초기형 프라이드의 경우 다운스피딩형 기어비 세팅이 적용되었다.[47] 대우 4단 변속비와 현대 5단 변속비가 비슷하다.[48] 엔진에 열이 식어있지 않은 상태에서 꺼버리면 내부 남아 있던 오일이 뜨거운 엔진에 의해 쿠킹현상이 되어버려서 오일이 굳어지게 되고 결국 터보가 망가지는 일이 생기는데 수리비용이 300만원은 넘는다. 수입차일 경우 '''수천만 원 이상''' 깨질 수 있다.[49] 장시간 보관하면 엔진오일이 바닥으로 떨어져서 실린더 윤활이 잘 안되기에 엔진 마모가 일어난다. 이런 점을 고려해서 장시간 보관시 엔진 오일이 엔진에 다시 윤활되도록 1분정도 기다렸다 가는 것이 좋다.