포르쉐 파나메라를 더욱 특별하게 만드는 기술

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PANAMERA

TECHNOLOGY WORKSHOP

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포르쉐 파나메라를 더욱 특별하게 만드는 기술

718 카이맨 시승 직후,드레스덴으로 이동한기자들 앞에는 또 하나의행사가 기다리고 있었다. 얼마 전 공식 발표된 2세대 파나메라의 기술설명회였다. 라우시츠링에서 열린 테크니컬워크숍을 통해 포르쉐는 새로운 알루미늄-스틸 섀시와 엔진,어드밴드스 콕핏 등 파나메라를더욱 특별하게 진화시켜준 첨단기술들을 공개했다.​

 V8 & V6 트윈 터보 엔진 ▶▷세단용 퍼포먼스 엔진의 새 기준

 

신형 파나메라 발표와 함께 공개된 구동계 라인업은 4S와 터보 두 가지. 기존 4.8L 자연흡기와 4.8L 트윈 터보 엔진은 이제 완전히 새로운 V6 2.9L 트윈 터보와 V8 4.0L 트윈 터보로 다운사이징 시류에 동참했다. 실린더가 줄고 배기량이 축소되었지만 출력은 동등 이상이다. 파나메라 터보용 신형 엔진의 경우 출력이 기존 터보 S에 필적하는 550마력, 최대토크는 78.6kg·m로 더 높다. 게다가 토크밴드가1,960~4,500rpm으로 넓어졌을 뿐 아니라 더 낮은 rpm에서 최대토크가 나오기 시작한다. 터보차저는 최근 추세에 따라 뱅크 사이에 자리잡았다. BMW, 메르세데스 벤츠 등이 이미 쓰고 있는 이런 터보 레이아웃은 배기 매니폴드를 단축해 반응성을 개선하고 촉매의 온도를 빠르게 올리기에 유리하다. 두 개의 터빈이서로 반대방향으로 회전하며, 배기 통로를 절반씩 나눈 트윈 스크롤 기술이 포함되어 있다. 저회전부터배기가스의 유속이 빨라 터빈이 보다 낮은 회전수부터 작동한다.

신형 엔진은 알루미늄제 블록의 크기를 줄여 무게를 덜었고, 상황에 따라 4기통 연료공급을 끊는 가변 배기량 기술로 연료의 낭비를 줄인다. 최대 4기통으로 변신하는 덕분에 30%까지 효율이 개선된다. 바리오캠 플러스의 2스테이지 슬라이딩 캡 시스템을 작동시킴으로써 2번과 3번, 5번과 8번 실린더를 상황에 따라 작동시킬 수 있다. 이 기능은 950~3,500rpm 사이, 토크 25.5kg·m 이하 영역에서만 활성화된다.

아예 실린더를 2기통 줄인 4S용 V6 엔진은 배기량이 2,894cc가 되었다. 배기량을 줄이면서 터보로 바꾼덕분에 출력은 440마력으로 높아졌고, 연료소비량은 100km당 1L씩 절약된다. 이 역시 V뱅크 사이에 트윈 터보를 수납했다. V8과 달리 가변 배기량 기술을 사용하지 않는 대신 압축비가 살짝 더 높고(10.5:1), 부하 상태에 따라 밸브 타이밍 조절을 통해 압축비/팽창비를 조절함으로써 효율을 끌어올린다. 예를 들어부하가 적은 크루징 상태에서는 보다 늦은 타이밍에 흡기 밸브를 열기 시작해 팽창비를 상대적으로 길게가져갈 수 있다. 이 덕분에 기존 V8급 파워에 V6 수준의 연비를 확보할 수 있었다. 아울러 구형에 비해 엔진에서만 14kg의 무게를 덜어냈다.

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 V8 디젤 엔진 ▶▷ 비결은 터보 이어 달리기

 

1세대 파나메라용 디젤 엔진은 카이엔과 마찬가지로 아우디에서 가져온 V6 3.0L였다. 애당초 포르쉐를 위해 개발되지 않은 평범한 디젤 유닛은 L당 16km 가까운 좋은 연비를 자랑하는 대신 최고출력도 250마력에불과했다. 평범한 세단이라면 충분히 뛰어난 성능이었겠지만 포르쉐라는 이름에는 결코 충분할 리 없었다.2세대 파나메라는 새로운 디젤 엔진을 준비했다. 다운사이징 바람 따위는 아랑곳하지 않고 V8 레이아웃에배기량 4.0L로 더욱 강력한 성능을 목표로 잡았다. 아우디의 4.2 TDI와는 다른 배기량 3,956cc에 2,500바직분사 시스템과 트윈 터보를 달았다. 파나메라 4S 디젤에 얹히는 이 유닛은 정숙성과 출력에서 동급 가솔린 엔진에 필적한다. 최고출력 422마력에 최대토크 86.7kg·m를 뿜어내며 4.5초 만에 정지상태에서 시속100km 가속이 가능하다. 최고시속은 285km.

개발진은 저회전부터 빠르게 출력을 높이기 위해 트윈 터보를 시퀸셜 방식으로 구성했다. 4기통당 하나씩 터빈이 달리는 것이 아니라 두 개의 터빈을 순차적으로 작동시키는 구조. 저회전에서는 배기가스를 첫 번째 터보로만 보내 터보랙을 줄이고, 2,700rpm에서 두 번째 터보차저를 작동시켜 보다 고출력을 얻는다. 그리고 각각에 달린 가변 지오메트리 기구(VTG)가 두 터보의 이어달리기를 보다 매끄럽게 조율한다. 이런 복잡한 동작을 통해 이엔진은 불과 1,000rpm부터 최대토크를 발휘할 수 있을 뿐 아니라 L당 106마력에 이르는 고출력을 뽑아낸다.

배기가스는 포르쉐 959처럼 배기 매니폴드의 바이패스 밸브가 아니라 가변 밸브 시스템을 이용해서 작동된다. 실린더당 두 개씩 달린 배기 통로는 각각 다른 터보로 연결되어 있는데, 상황에 따라 한쪽 밸브를 닫아터보를 선택적으로 가동할 수 있다.

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 8단 PDK ▶▷이제는 8단이다

 

최초의 듀얼 클러치식 자동변속기인 폭스바겐 DSG보다도 20년 앞선 1980년대. 포르쉐는 내구 레이싱카 956을 위해 듀얼 클러치 변속기를 개발한 바 있는데, 이때 사용했던 PDK(Porsche Doppelkupplungsgetriebe)라는 명칭을 양산차에 쓰기로 했다. 그들의 듀얼 클러치 변속기는 이제 팬들의 절대적인 지지를 받으며 911은 물론 복스터/카이맨과 파나메라 등에 널리 쓰이고 있다.

신형 파나메라는 기존 7단을 대체하는 8단 PDK를 얹는다. FR과 4WD, 하이브리드로의 대응을 고려해 개발된 신형은 축을 2개에서 4개로 늘려 길이가 줄었고 풀 시프트바이 와이어를 통해 보다 정교하게 제어된다. 습식 듀얼 클러치는 최대 102kg·m의 강력한 토크를 전달할 수 있으며 마찰저항과 에너지 손실을 전반적으로 재검토했다. 늘어난 단수로 넓어진 기어비는 1.4%의 연비 개선 효과가 있다. 사실상 최고시속은 6단에서 나오며 7, 8단은 오버드라이브 세팅. 1단의 기어비가 5.97인 데 비해 7단은0.68, 8단은 무려 0.53(파나메라 터보)이다.

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 리어 스티어링 ▶▷5m 세단으로 스포츠카를 꿈꾸다

 

길이가 4,970mm였던 파나메라는 이제 5m의 벽을 돌파해 5,049mm가 되었다. 프리미엄 세단 시장에서 5m라는 길이는 지극히 평범한 숫자이지만 포르쉐이기에 한 가지 문제가 남는다. 어느 상황에서건 긴 차체는 운동성능을 방해하는 요소가 되기 때문이다. 3m를 바라보는 휠베이스(2,950mm)로는 날렵한 달리기를 추구하기가 결코 쉽지 않다.

여기서 포르쉐가 꺼내든 카드는 리어 스티어링이다. 즉, 뒷바퀴도 조향에 가담하는 4WS(4 wheel steering) 시스템이다. 911도 얹기 시작한 리어 스티어링을 세단인 파라메라에 도입한 것은 어찌 보면 지극히 당연한 수순. 동급 차들중에는 이미 비슷한 길을 택한 차들이 존재하는데, BMW 7시리즈의 인테그랄 스티어링 시스템은 앞에 가변식 조향 기어비를 쓰면서 뒷바퀴도 움직이는 복합식 4WS 시스템을 사용한다.

포르쉐는 앞바퀴 조향을 중립 부근에서 더 민감한 가변 기어비로 만들고(기어비를 상황에 따라 조절하는 방식이 아니다) 뒷바퀴는 최대 2.8도까지 정위상 혹은 역위상으로 움직인다. 시속 50km 이하에서는 반대방향으로 꺾어 회전반경을 줄이고, 고속에서 같은 방향으로 꺾어 조향 민감성을 줄임으로써고속 안정성을 높인다. 이것으로 휠베이스를 줄이거나 늘이는 효과를 보기때문에 가상 휠베이스 단축 혹은 연장이라고 표현한다.

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 알루미늄-스틸 하이브리드 섀시 ▶▷뼛속까지 가벼워진 변화

 

MSB(Modularer Standardantrieb-Baukasten)는 프론트 엔진 리어 드라이브와 4WD 구동계의 대형차를 위한 완전 신형 플랫폼으로 이번 파나메라 외에 벤틀리의 차세대 컨티넨탈에도 쓰일 예정이다. 어쩌면 람보르기니 세단에도 사용될 MSB 플랫폼은 포르쉐 주도하에 개발되었는데, 다양한 브랜드에서의 사용을 전제로 한 모듈식 구성과 함께 신소재를 적극적으로 활용해 경량화에도 힘을 쏟았다.

캐빈룸을 보호하는 필러와 도어실, 방화벽, 바닥 중앙 일부분에 강도가 뛰어난 보론 합금을 썼고, 나머지 부분은 냉각압연한 강판과 알루미늄으로 만들었다. 특히나 알루미늄 사용비중이 상당히 높아져 노즈 대부분과 뒷좌석 아래, 트렁크와 리어 휠하우스 등이 모두 알루미늄이다.

서로 다른 성질의 소재를 효과적으로 접합하기 위한 연구도 있었다. 예를 들어 보론강으로 만든 측면부와 알루미늄제 연결부분에는 롤러 해밍 공법이 사용되었다. 도어 개구부 안쪽을 따라 알루미늄 패널의 끝단을 접어 넣은 후 롤러로 접어 연결하는 방식. 이때 접착제도 함께 사용해 강성을 높인다. 조립 공정을 찍은 동영상을 보니 자동화된 로봇팔이 섀시 한 대 한 대를 카메라로 촬영하고 레이저로 수치를 정밀 측정한 후 조심스럽게 조립하는 모습이 인상적이었다.

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 3챔버 에어 서스펜션 + PASM ▶▷달리기의 완성은 역시 하체

 

신형 에어 서스펜션은 기존의 2챔버 방식에서3챔버 방식으로 바뀌어 공기 용적이 60% 늘어났다. 압축공기의 탄성으로 스프링을 대신하는 에어 서스펜션에서 공기의 양은 매우 중요한 요소. 3개로 늘어난 챔버를 상황에 따라 여닫음으로써 보다 넓은 탄성비 조절이 가능해졌다. 이 말은 곧 더 부드럽거나 혹은 더 단단한 서스펜션 세팅이 가능하다는 뜻이다. 아울러 높낮이 조절을 통해 속도 방지턱을 부드럽게 넘거나 고속에서 공기저항을 줄일 수 있다. 여기에어우러진 PASM(Porsche Active SuspensionManagement)은 노말/스포츠/스포츠 플러스모드를 제공한다. 이번 워크숍에서는 에어 서스펜션만 전시되었지만 일반적인 스프링/댐퍼조합도 고를 수 있다.

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 LED 매트릭스 헤드램프 ▶▷내가 원하는 곳을 비춘다

 

단순히 차체 앞에 빛을 비추던 헤드램프는 이제 다양한 신기술로 야간주행 안전성을 비약적으로 높여주었다. 보다 밝은 빛을 멀리 보내는 데 그치지 않고 방향을 바꾼다거나 원하는 부분에만 선택적으로 비출 수 있게 된 것. 2세대 파나메라의 LED 매트릭스 헤드램프는 매우 작은 LED 수십 개를 사용해 마치 스크린에 영상을 쏘아 보내듯 원하는 부분만 더 밝게 혹은 어둡게 만들 수 있다. 게다가 전방 카메라와 연동해더욱 똑똑해질 수 있었는데, 예를 들어 마주 오는 차 혹은 앞서 달리는 차로는 빛을보내지 않거나 교통표지판이 반사 때문에 잘 안 보이게 된다면 알아서 그 부분만 빛을 줄이기도 한다. 물론 좌우 방향을 미리 비추는 코너링 기능도 기본. 이 경우 램프를 직접 돌리던 기존 기계식에 비해 고장 가능성이 줄어드는 장점이 있다.

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 포르쉐 어드밴스드 콕핏 ▶▷인터넷 시대를 대하는 포르쉐의 자세

 

다기능과 확장성은 최근 운전석 디자인의 핵심 키워드다. 사물 인터넷을 통해 외부와 연결된 자동차는 기존에 생각할 수 없었던 다양한 기능과 역할이 부여되고 있다. 반면 지나치게 복잡한 기능이나 과도한 정보는 운전의 방해요소. 그 사이에서 밸런스를 잡는 것이 바로 메이커가 해야 할 일이다.

 포르쉐가 신형 파나메라를 통해 제안하고 있는 어드벤스드 콧픽은 디지털화된 계기판과 대형 스크린, 컴퓨터를 방불케 하는 인터페이스를 통해 새로운 운전 환경을 제시한다. 계기판은 아날로그식 타코미터와 디지털 속도계를 중앙에 배치하고 세팅 가능한 모니터를 좌우에 배치한 모습. 평평한 대시보드 중앙에 자리잡은 12.3인치 터치식모니터는 최신 태블릿 PC를 방불케 한다. 레이아웃을 제단하거나 원하는 기능만 화면에 띄우도록 편집할 수 있는데, 화면 디자인이 마치 윈도우10을 연상시킨다. 스마트폰과의 연동은 애플만이 가능한 상태. 안드로이드 오토는 왜 탑재하지 않느냐고 물으니 “포르쉐 고객 대부분이 아이폰을 사용한다”는 대답이 돌아왔다.

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포르쉐는 신형 파나메라를 내놓으면서 출시 행사를 3개로 나누었다. 단순히 차를 선보이는출시행사와 기술 설명회, 그리고 직접 몰아볼 수 있는 시승 행사를 별도로 준비했다. 그런데 테크니컬 워크숍을 굳이 서킷에서 한 이유는 바로 동승 시승 때문이었다.신형 파나메라의 성능은 뉘르부르크링 랩타임으로 이미 증명된 것이나 다름없다. 포르쉐는발매 전인 신차를 녹색지옥에 투입해 7분38초라는 무시무시한 랩타임을 기록했다. 510마력의 알파로메오 줄리아가 세웠던 양산 세단 기록을 1초 앞당긴 수치. 서킷 레이아웃 변경으로 예전 기록과의 직접 비교는 무리지만 구형 파나메라 대비 무려 14초가 단축되었다. 이것만으로도 페라리, 람보르기니와 어깨를 나란히 하는 수퍼 세단임을 충분히 예상할 수 있다. 이번에는 비록 뉘르부르크링도 아니고 직접 운전도 불가능했지만 그 성능의 단편이라도 최대한 느껴보기로 했다. 원래 동독 지역에서 라우시츠링이라는 이름으로 1980년대 기획되었다가 2000년 문을 연 유로스피드웨이 라우시츠는 유럽에서는 드물게 오벌 코스가 포함된서킷. 한때 미국 카트 시리즈의 유럽 라운드 무대이기도 했다. 이번 시승 코스는 삼각 오벌코스 안쪽의 인필드 구간을 활용했다.노말 모드에서 출발한 차는 그 상태로도 충분히 막강한 가속력과 코너링 능력을 보여주었다. 그런데 코스 맛보기 웜업 랩이 끝나고 인스트럭터가 스포츠 크로노 패키지의 론치 컨트롤을 작동시키자 봉인되었던 야성을 발산하기 시작했다. 기본 3.8초, 론치 컨트롤에서 3.6초라는 0→시속 100km 가속이 괜한 말이 아니었다. V8 4.0L 트윈 터보가 쏟아내는 550마력의출력이 네바퀴를 강하게 잡아 돌리자 기자의 몸이 시트에 파묻히듯 달라붙었다. 맹렬한 직선 가속에 이은 타이트한 연속 코너. 일말의 여유를 부리던 기자는 시트 벨트와 손잡이를 부여잡고 이리저리 쏠리는 몸을 가누기에 정신이 없었다. 헤어핀에서 타이어가 비명을 지르는가 싶다가도 조금만 시야가 뚫리면 커다란 덩치가 어김없이 튀어나간다. 가벼워진 차체와에어 서스펜션, 스태빌라이저를 비트는 PDCC가 기막히게 손을 맞추어 어떤 코너도 마치 바닥에 달라붙은 듯 돌아 나간다. 세단에 이만큼의 고성능이 굳이 필요할까 생각되지만 포르쉐라면 이 정도는 당연하다고 말하는 것 같았다. 포르쉐 엠블럼을 단 4도어 세단은 이제 양의 탈을 쓰고 스포츠카를 잡아먹는 사냥꾼이 되었다.

 

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* 글 이수진 편집위원 사진 포르쉐


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