車엔진에 대한 이해…직분사와 간접분사의 차이점은

# 최근 공개된 기아자동차의 올 뉴 K3은 스마트스트림 G1.6 엔진을 장착했다. 이 엔진에는 현대기아차가 독자 개발한 듀얼 포트 연료분사 시스템(DPFI)이 적용됐다. 간접분사 방식의 DPFI는 기존 싱글 인젝터 대비 연소 효율을 크게 개선했다.
자동차 엔진은 연료 분사 방식에 따라서 간접분사 방식(Indirect Injection)의 엔진과 직분사 방식(Direct Injection)으로 구분된다. 최근 추세를 살펴보면 대부분의 완성차 제조업체는 간접분사 방식에서 직분사 방식을 적용해가고 있다. 그럼에도 이번 올 뉴 K3의 스마트스트림 G1.6는 간접분사 방식을 적용해 그 배경에 관심이 쏠린다.
직분사와 간접분사의 차이 및 장·단점을 살펴보면 이에 대한 답을 얻을 수 있다. 직분사와 간접분사를 구분짓는 것은 인젝터의 설치 위치다. 간접분사 방식은 인젝터의 위치가 연소실 밖 흡기 매니폴드에 위치한 반면 직분사 방식은 인젝터가 연소실 안에 있다.
실제 간접분사 엔진은 연료를 분사하는 인젝터가 흡기 매니폴드에 설치된다. 공기가 흡입될 때 연료를 분사해 혼합공기가 연소실로 들어가는 방식이다. 과거 국내에서 두루 쓰여지던 연료 분사 방식이었지만 직접 분사 방식의 엔진 대비 정밀도나 압축비, 출력 면에서 불리하다는 단점이 있었다. 반면 엔진 내구도나 부품가격은 직분사 엔진 대비 저렴하다는 장점이 있다.

직분사 엔진은 흡기 매니폴드를 통해 실린더(연소실)에 공기가 들어온 상태에서 점화플러그 주변에 직접 연료를 분사해 폭발력을 높인다. 흡기 매니폴드에 간접 분사하던 것을 연소실 안에 직접 뿌려 주는 방식으로 바꿨다. 이 덕분에 정확한 분사가 가능해 연비가 향상되며 낮은 배기량에도 높은 마력과 토크를 얻을 수 있다.
다만 문제도 상존했다. 간접분사 방식의 엔진은 진동과 소음이 적어 정숙하고 더 조용한 운전이 가능했지만 직분사 방식은 압축비나 분사압이 높은 경우가 많기 때문에 대체로 엔진의 진동과 소음이 크다. 부품 역시 간접분사 방식 대비 비싸다는 단점이 있다.
또 간접분사 엔진은 연료품질에 민감하지 않아 엔진 내구도가 높았지만 직분사 엔진은 흡기 계통에 카본 찌꺼기가 많이 누적된다는 단점이 있다. 이를 지속할 경우 연비·출력이 저하되고 나아가 엔진 자체에 심각한 타격을 입을 수 있다.
올 뉴 K3가 직분사 방식을 버리고 다시 간접분사 방식으로 돌아간 것도 이 같은 이유 때문이다. 고성능보다는 안정성에 중점을 두겠다는 전략이 깔려있다는 분석이다. 실제 올 뉴 K3 스마트스트림 G1.6의 최고출력이 123마력, 최대토크는 15.7㎏f·m으로 이전 세대인 GDI엔진 대비 각각 9마력, 0.7㎏f·m 줄었다.
[디지털뉴스국 김경택 기자]