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포르쉐 911
포르쉐 911(Porsche 911)의 엔진은 지난 60년 동안 먼 길을 달려왔으며, 지금은 배기량의 두 배에서 네 배의 출력을 발휘한다. 구동 기술은 계속 발전해 왔지만, 자연 흡기, 터보, 미래에는 울트라 스포트 하이브리드 등으로 다양해지겠지만, 기본적인 콘셉트는 변하지 않았다.
1963년 포르쉐 911
포르쉐(Porsche)는 1963년 새로운 스포츠카가 IAA에서 세계 최초로 공개되면서 포르쉐 아이콘의 초석을 다졌다. 그 핵심은 포르쉐 최초로 후방에 장착된 신형 6기통 엔진이었다.
2.0리터 배기량의 이 엔진은 최고 속도 210km/h에서 130PS의 출력을 냈다. 지난 60년 간 이 레이아웃은 911에서 시작된 스포츠카의 모든 추가 개발의 출발점이 되었다.
1974년 포르쉐 911 터보 3.0
각 세대의 911은 드라이브 기술에서 새로운 이정표를 달성했다. 1970년대 초, 포르쉐는 터보차저의 향상된 출력을 레이싱에서 테스트해 큰 성공을 거두었다.
이 기술은 1974년 양산 준비가 완료되었으며, 포르쉐는 911 터보(코드네임 930)를 선보였다.
260PS의 출력을 내는 포르쉐 911 터보는 당시 가장 빠른 자동차 중 하나였다. 기술적으로도 포르쉐는 경쟁사보다 한 발 더 앞서 있었다.
처음으로 배기 쪽의 제어 밸브로 부스트 압력을 조절해 동력 전달을 조절하고 터보차저 엔진을 일상적으로 사용하기에 적합하게 만들었다.
배기량을 3.0리터로 늘린 터보 엔진은 911의 흡기식 엔진이었다. 터보차저와 연료 분사의 독특한 조합 덕분에 911 터보는 처음부터 엄격한 미국의 배기가스 규정을 충족했다.
1974년부터 “Turbo”는 포르쉐의 대명사가 되었으며, 최초의 911 Turbo는 럭셔리 스포츠카 클래스를 완전히 뒤집어 놓았다.
1997년 포르쉐 911 터보(996)
993 세대 911 터보는 1990년대 중반 공랭식 6기통 엔진 개발의 결정판으로, 911 시리즈에 트윈 터보 엔진 시대를 열었다.
3개의 실린더 뱅크에 매우 가깝게 배치된 두 개의 작은 터보는 이전 모델의 싱글 터보보다 가속기의 모든 움직임에 더 빠르게 반응할 수 있었다.
이 고성능 엔진은 408PS의 출력을 내며 처음으로 400PS의 벽을 돌파했다. 배기가스 후처리에도 야심을 품은 포르쉐 엔지니어들은 스포츠카에 2개의 금속 촉매 컨버터, 4개의 람다 프로브, 지능형 엔진 관리 기능을 장착해 1995년 911 터보의 수평대향 6기통 엔진을 세계에서 가장 낮은 배기가스를 배출하는 양산형 엔진으로 만들었다.
2년 후, 엔지니어들은 엔진 개발의 다음 이정표를 달성하게 된다. 배기 성능의 품질을 더욱 향상시키기 위해 실린더당 4개의 밸브가 장착된 실린더 헤드를 개발해 양산에 도입했는데, 이를 위해서는 6기통 박서 엔진을 공랭식에서 수냉식으로 전환하는 패러다임의 전환이 필요했다.
당시 기술 제품 기획 부서를 담당했던 공인 엔지니어 아우구스트 아흘라이트너(August Achleitner)는 “그것이 바로 새로운 기술을 향한 우리의 타깃이었다.”라고 회상한다.
또 그는 2011년부터 2018년까지 911 모델 라인을 담당하며 “공랭식 2밸브 엔진은 더 이상 잠재력이 없었다.”라고 말했다.
공랭식 엔진의 퇴출은 일부 열성적인 911 팬들의 분노를 일으켰지만 곧 수그러들었다. 996세대의 911은 배기가스, 소음, 연비 측면에서 획기적인 발전을 이루며 큰 성공을 거두었다.
포르쉐 911은 공랭식에서 수식으로 전환한 6기통 엔진 덕분에 새로운 기술적 벤치마크를 세웠다.
2006년 포르쉐 911 터보(997)
2006년, 포르쉐 911 터보는 997 세대에서 출력과 토크가 10% 이상 향상되고, 배기량 리터당 최고 출력인 133PS까지 성능이 향상되는 등 인상적인 성능 도약을 이뤄냈다. 특히 새로운 터보차저 기술 덕분에 민첩성도 크게 향상됐다.
최초로 가변 터빈 지오메트리(VGT, Variable Turbine Geometry) 차저가 911 터보의 엔진에 충분한 공기를 공급했다.
이 VTG 차저는 연소 엔진 분야에서 세계 최초의 기록이었다. 고온에 대한 저항성이 뛰어난 고합금 니켈 기반 소재를 개발해야만 필요한 피로 강도와 수명을 갖춘 VTG 차저를 만들 수 있었다.
이 기술을 통해 터보차징을 위해 모든 속도에서 전체 배기 스트림을 최적으로 사용할 수 있게 됐다. 차저의 가변 형상은 발생할 수 있는 최대 배기 질량까지 처리할 수 있도록 개되어 바이패스 밸브가 필요없게 됐다.
2019년부터 2022년까지 911과 718 모델 라인을 총괄한 프랑크-슈테펜 발리서(Frank-Steffen Walliser)는 “이 획기적인 성과를 통해 포르쉐는 터보 기술 분야에서 선구적인 역할을 다시 한번 강조했다. 그리고 VTG 충전기는 911 GT2 RS에서 6기통 터보의 출력을 최대 700PS까지 극적으로 끌어올리는데 도움이 되었다.”라고 말했다.
고성능 듀얼 클러치 변속기
엔진이든 변속기든, 일부 개발에는 성숙에 기간이 필요했다. 1980년대에 포르쉐는 모터스포츠용 듀얼 클러치 변속기를 최초로 개발해 레이스에서 우승을 차지했다.
하지만 양산에 적용하기 위해 필요한 것은 충분한 출력을 갖춘 제어 전자장치였다. 포르쉐는 디지털화 등을 통해 다시 개발에 착수했고, 양산형 스포츠카 최초의 듀얼 클러치 변속기는 2008년 911 카레라(911 Carrera)에서 첫 선을 보였다.
포르쉐 듀얼 클러치 변속기(PDK)는 수동 변속기의 드라이빙 다이내믹스와 매우 인상적인 기계적 효율성과 자동 변속기의 빠른 기어 변속 및 주행 편의성을 결합한 변속기다.
PDK 변속기는 데뷔 당시에도 당시 일반적인 방식인 토크 컨버터를 통해 기어를 변속하는 자동 변속기보다 최대 60% 더 빠르게 기어를 변속할 수 있었다.
또한 바퀴의 구동을 멈추지 않고도 기어를 변경할 수 있어 연료 소비를 줄일 수 있었다. 이 변속기는 엄청난 성공을 거두었다.
오늘날 고객에게 인도되는 모든 포르쉐 718 및 911 모델 중 75% 이상이 PDK 변속기를 장착하고 있다.
포르쉐 911의 미래
6기통 엔진을 더 빠르고 더 효율적으로 만드는 울트라 스포티 하이브리드 포르쉐가 레이싱에서 볼 수 있는 울트라 스포티 하이브리드를 개발해 911 모델 라인의 일부 모델에 적용하기 위한 2024년의 차세대 스테이지가 곧 다가온다.
현재 911과 718 모델 라인을 총괄하고 있는 프랭크 모저(Frank Moser)는 “고성능 하이브리드는 911 드라이브의 혁신적인 개발을 원활하게 이어간다. 이는 가속할 때마다 운전자에게 도움이 된다. 따라서 우리는 미래의 배기가스 배출 기준에 대비할 수 있는 기술을 이미 갖고 있다.”라고 말한다.
이것은 당연한 이야기지만 포르쉐 911이기 때문에 당연한 것이며 당연히 이루어 나갈 미래다.
