7일 BMW는 지난 3일(현지시간) 프랑스에서 열린 ‘이노베이션 데이 2015’에서 물 분사 기술(CAR WATER INJECTION SYSTEM)을 공개했습니다.
이 기술은 흡기 매니폴드(흡기 다기관)에 물을 분사해 엔진 냉각 및 연소 효율을 높입니다. 이는 실제 출력과 연비 향상으로 이어지는데요.
터보엔진의 경우 적은 연료분사량으로도 높은 출력을 내는 장점이 있지만, 자연흡기 대비 대용량의 냉각장치가 필요한 점이 차의 무게를 증가시키고 연료 효율을 저하시키는 단점이 있죠.
하지만 냉각을 하지 않으면 고온고압의 공기가 엔진에 유입돼 점화타이밍보다 폭발이 먼저 발생하는 불량폭발(노킹) 현상이 발생하게 됩니다.
이를 위해 일반적으로 냉각기인 인터쿨러를 사용하는데요. 이 무게가 고성능 차의 경우 성능을 저하시키는 요인이 됩니다. 또 냉각수를 사용하는 경우에는 물에 첨가된 화학성분으로 인해 환경오염이 발생하는 문제가 있죠.
하지만 BMW가 이번에 공개한 물 직분사 기술은 이러한 고온고압 공기가 실린더에 유입되기 직전에 직접 분사시켜 발생하는 기화작용의 영향으로 공기의 온도를 낮추는 것입니다.
물이 엔진에 직접 닿는 것 아니냐고 걱정하시는 분들이 계시다면 걱정은 접어두세요. 고온고압의 공기에 물이 닿자마자 기화가 일어나 엔진에는 전혀 영향을 미치지 않습니다.
당연히 기존 냉각시스템에 비해 냉각기의 용량은 줄어들게 돼 차량의 무게는 더욱 가벼워집니다.
BMW가 실제 상용차량을 대상으로 실험한 결과 실연비는 3~8%, 출력과 토크는 5~10% 향상됐죠. 엔진 연소 온도가 25도가량 낮아지면서 노킹 발생도 현격히 감소했죠.
여기에 친환경적 요소도 잡았습니다. BMW의 기술에 사용되는 물은 별도로 필요한 것이 아니라 에어컨에서 발생하는 응결수를회수시켜 장치를 통해 분해합니다. 이를 통해 얻어지는 순수한 물 성분만 뿌려 대기로 증발시키죠.
여기에 엔진이 꺼질 때마다 모든 물을 탱크에 저장하고 영하의 기온에도 물이 얼지 않도록 설계했습니다.
BMW는 우선 매니폴드에 분사시키는 기술을 적용한 후 엔진에 직접 분사시키는 기술까지 상용화한다는 계획입니다.
연료의 효율성과 친환경을 동시에 만족시키는 기술은 점점 더 우리 곁을 채워가고 있습니다.
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사진1=BMW의 물 분사 시스템이 적용된 고성능 쿠페 M4
사진2,3=BMW의 물 직분사 시스템이 적용된 엔진 및 개념도
