서평 / 자동차 연비구조 교과서 - 엔지니어가 알려주는 고연비 메커니즘의 비밀 -

자동차 연비 구조 교과서 - 엔지니어가 알려주는 고연비 공학 기술과 운전 메커니즘 해설 ㅣ 지적생활자를 위한 교과서 시리즈
이정원 지음 / 보누스 / 2023년 6월

서평 / 자동차 연비구조 교과서

- 엔지니어가 알려주는 고연비 메커니즘의 비밀 -

이정원 著 / 보누스 刊 / 191 page

지은이 : 이정원

그린이 : 남지우

펴낸곳 : 보누스

펴낸날 : 2023년 6월 27일 1판1쇄

도서가 : 16,800원

인류 역사에 있어서 기존의 세계관에 변혁을 일으킬 정도로 혁신적인 발명이 여럿 있어 왔습니다. 처음 만들어진게 언제인진 확실친 않지만 인류 문명의 불을 밝혀주게 한 문자의 발명과 그 문자를 이용하여 정보를 경제적으로 보급하게 해 준 종이와 인쇄술의 발명, 물자의 대량생산을 가능하게 하여 산업혁명의 근원이라 불리게 된 증기기관의 발명 등이 그것이죠. 이중에는 인류의 이동 범위를 광범위한 지역까지로 확대시키는데 일조한 내연기관의 발명도 있을 것입니다.

현대사회에서 내연기관을 가장 소비하는 것은 자동차입니다. 하지만 평범한 소시민에게 있어서 자동차는 아직은 값비싼 소비재이죠. 보유는 물론 유지하는데도 적지 않은 비용이 들어가지만 없으면 일상생활에 많은 불편함이 따르기에 울며 겨자먹기로 대부분의 사람들이 소유하고 있는 자산 중 하나죠. 그러기에 보통 사람들은 자동차 연비에 대해 관심이 많은 편 같습니다.

최근 <자동차 연비 구조 교과서>란 책을 입수하게 되었습니다. 이 책은 연비에 대한 정의에서부터 자동차 엔진과 변속기의 구조, 연비와 관련된 다양한 이야기를 해주고 있습니다. 최근 떠오르는 전기차에 대한 이야기도 물론 수록되어 있구요.

저자는 대학교에서 기계공학을 전공하고 내연기관 연구로 석사까지 취득한 분입니다. 2003년에는 자동차회사에 입사에 십여년 동안 엔진개발에 참여하였고 중국 조인트벤처에 합류해 전기차 개발 프로젝트를 지휘하기까지 했다는군요. 최근에는 국내업무에 복귀하여 직장생활을 하는 동시에 집필활동을 병행하고 있다고 합니다. 참으로 부지런하게 사시는 분 같네요.

책은 <머리말 - 연비가 좋은 자동차를 타고 있습니까?>로 시작하여 7장의 본문, <0장. 연비란 무엇인가?>, <1장. 연비 운전의 출발점, 엔진 구조를 이해하다>, <2장. 변속기를 이해하면 연비가 보인다>, <3장. 고연비를 위한 운전 메커니즘>, <4장. 연비에 영향을 주는 엔진의 특성>, <5장. 연비에 영향을 주는 자동차 특성>, <6장. 하이브리드와 전기차의 연비>로 이어지고 마지막으로 <부록/참고문헌/찾아보기>로 마무리됩니다. 특이한건 본문부가 1장으로 시작되는 것이 아니라 0장으로 시작되고 있다는 점인데요. 아마도 책 내용 전반적으로 언급될 중요한 단어인 연비에 대한 기본적인 정의로 시작하기 위함이 아닌가 싶네요.

자동차 연비는 차를 몰고 다니는 사람이라면 누구나 한번쯤은 관심을 가졌을 것입니다. 최근 러시아의 우크라이나 침공으로 인해 기름값이 치솟아 예년 대비 거의 두배 가까이 올랐던 적이 있었죠. 지금도 여전히 높은 수준이라 여겨지는데 언제 또 이렇게 폭등할지 아무도 모르기에 그나마 연비라도 관심을 가질 수 밖에 없는게 현실인 듯 싶습니다. 그럼 자동차 연비는 어떤 구조로 결정되는 걸까요? 보통 급과속 급정지 하지 않고 정속주행을 하면 연비가 좋아진다고 하죠. 책에 따름 그것만이 전부는 아니라고 합니다. 어떻하면 기름을 덜 쓰고 더 많이 주행할 수 있는지 제대로 알고 있는 운전자는 그리 많지 않다고 하네요. 그 이유는 자동차 메커니즘이 너무 복잡해서 일반인들이 이해하기가 쉽지 않기 때문이랍니다.

기본적으로 모든 동력 전달에는 에너지 손실이 따르게 되어 있는데 자동차 역시 그러해서 엔진에서 연료를 연소시켜 발생시킨 에너지로 차량을 구동하는데 쓰이는 에너지의 효율은 20% 정도 밖에 안된다고 합니다. 엔진에서 연소과정 중에 65% 정도의 에너지가 사라지고 공기를 흡기 배출하는데도 3%의 에너지가 소모되며 변속기와 새시를 거쳐 바퀴에 전달되는 과정에서도 5%정도가 소비된다고 합니다. 이외 냉각수 펌프와 배터리 충전 등 차량 부품들을 구동하는데 5%가 필요하다 하구요. 의외로 자동차란데 에너지 효율 측면에서 그리 좋지만은 않다는 걸 처음 알았네요. 이러하기에 연비를 개선하려면 엔진 연소와 드라이브 라인의 전달 효율을 개선해야 하고 불필요한 연소를 줄이야 하며 차량에 작동하는 여러 기능들을 최소화하면 당연히 연비가 개선되고 ℓ당 주행거리는 늘어나게 되어 있다고 합니다.

책 뒤쪽 책갈피에는 D-중립모드, D단에서의 연비를 개선하는 내용이 그림으로 설명되고 있는데 근래에 생산된 오토매틱 차량의 경우에는 3~4분 내의 짧은 정차라면 굳이 기어를 중립(N단)으로 변경할 필요가 없다는 걸 보여주고 있습니다. 물론 장시간 정차하는 경우라면 중립으로 변경하는게 연비에 유의미한 차이가 있다고 하구요.

출고되는 모든 자동차에는 공인 연비라는게 있습니다. 하지만 사람들은 실제 주행해보면 그 공인 연비가 안나온다고들 많이 말하죠. 그것은 아는 사람들은 다 아는 내용이지만 자동차 제조사가 양산차 중 연비가 제일 좋게 나오도록 잘 길들인 차량을 준비하고 정해진 모드에 능숙한 전문 드라이버를 태워 연비 테스트를 진행하기 때문에 그렇다는 것이죠. 하지만 소비자 불만이 높아져 2003년부터는 사용인증제도로 변경해서 제조사가 개입할 여지를 많이 줄였다고 합니다. 제조사가 지나치게 좋은 연비를 신고했다가 실제와 다르다는 사실이 드러나면 벌금 부과는 물론 민사소송까지 당할 수가 있다는군요.

연비를 개선하기 위해서는 엔진 구조의 이해가 선행되면 좋답니다. 배기량이 적을수록, 차량이 가벼울수록 연비가 좋다는 것은 누구나 다 알고 있는 상식이죠. 하지만 배기량이 적을수록 왜 연비가 좋은지 그 이유를 아는 사람은 많지 않답니다. 책에는 이에 대해 설명하면서 최대토크, 아이들, 스로틀, 펌핑 등 여러 용어들이 나오는데 쉽게 말하자면 배기량이 크면 클수록 손실되는 에너지의 양이 더욱 많아지기에 연비가 좋을 수가 없다는 것입니다. 거대한 근육질의 사람은 보통 사람들에 비해 식비 등 유지비가 더 들지만 일상적인 집안일 하는 경우에는 경제적 측면에서 효율적이지 않다라는 것에 비유하고 있습니다. 음.. 이 부분 읽을 때 가수 한명이 생각나더군요.^^

책은 자동차 연비는 물론 가솔린엔진과 디젤엔진, LPG엔진 등 각종 내연기관과 변속기의 구조와 기능, 하이브리드와 전기차의 메커니즘, 그리고 고연비를 위한 다양한 팁까지 잘 보여주고 있습니다. 차량에 대한 기술적인 이야기 참 많이 나오지만 그것은 책을 통해 직접 보셔야 될 것 같습니다. 하지만 후기 마무리하기 전에 연비 개선에 대해서는 꼭 언급할까 합니다.

연비는 다들 알고 있다시피 운전자의 운전 습관이 크게 좌우한다고 합니다. 가속과 감속이 많을수록, 차량관리를 허술하게 할수록, 차량을 무겁게 유지할수록 연비는 나빠질 수 밖에 없다는 것이죠. 급가속, 급제동만이 아니라 가속과 감속이 자주 반복되면 연비가 나빠질 수 밖에 없답니다. 그래서 도심 주행 연비가 고속도로 주행보다 좋지 않게 나오나 보네요. 본인의 운전습관은 본인이 운행한 차량 계기판에 찍히는 평균 차속을 기준으로 도심과 고속도로에서의 수치를 비교해 보면 대략적으로 운전습관을 추정해 볼 수 있다고 하구요. 그리고 요즘 같이 무더운 날에 많이 사용하게 되는 에어콘도 출발 전에 최대한 실내온도를 낮추고 처음 일정구간에 최대로 강하게 틀고 실내 온도가 낮아지면 1~2단계로 유지하는게 연비에 유리하다고 합니다. 기본적으로 에어콘은 부하가 많이 필요한 장치이기에 많이 사용할수록 연비가 나빠질 수밖에 없다고 하네요. 냉각성능이 떨어지면 떨어질수록 부하가 많이 걸리니 이상한 소음이 나거나 찬바람이 시원치 않으면 바로바로 점검받아 보는 것이 좋답니다.

이처럼 여러모로 자동차 연비에 관심이 많으신 분이라면 한번 읽어볼 만한 책이라 여겨집니다.~