안녕하세요? 오랜만에 돌아온 토비토커 알레마나입니다. 오늘은 질문으로 포스팅을 시작합니다.
여러분이 생각하는 '좋은 차'는 어떤 차인가요?
폭발적인 스피드를 자랑하는 차, 외관이 멋진 차, 연비가 좋은 차, 튼튼한 차 등 각자가 생각하는 기준에 따라 다양한 답이 나올 것 같은데요. 오늘은 자동차 회사가 생긴 이래 계속되어 온 고민, 이 '좋은 차'를 만들기 위한 자동차 회사의 고민을 이야기하려 합니다.
두 마리 토끼를 잡아야 하는 자동차 회사의 고민
자동차 회사가 만들어야 하는 '좋은 차'는 어떤 차일까요?
위 이미지는 최근 어느 주유소의 유가정보입니다. '휘발유 1L 가격이 1.820원이면, 내 차 연비가 1L에 OOKm이니까 1Km 주행에 들어가는 비용은….' 하며 연비 효율에 대한 고민을 하게 되는 것이 인지상정. 고유가 시대에 살고 있는 소비자들은 이처럼 연비 효율에 예민하게 반응하며, 좋은 차의 조건으로 '연비 효율'을 생각하지 않을 수 없습니다. 한 편 정부에서는 환경오염 방지 차원에서 더 높은 연비 목표를 제안하고 이산화탄소 및 배기가스 배출량을 줄일 것을 요구하고 있습니다.
위와 같은 내용을 만족시키기 위해서는 가벼운 차체를 만들어 연비를 향상시키는 것이 답이 될 수 있습니다. 하지만 안전을 생각한다면 무조건적으로 가벼운 차체를 만들 수만은 없는 일이지요. 그렇다고 안전을 위하여 자동차 차체를 무조건 두꺼운 철판으로 만든다면, 무거워진 차체로 연비는 나빠지고 이산화탄소와 배기가스 배출량도 늘어나서 정부의 규제를 받을 수도 있습니다.
자동차 회사는 가벼우면서도 튼튼한 차체로 고효율의 연비와 안전성을 동시에 가진 자동차, 어쩌면 양 끝 단에 위치한 조건들을 모두 만족시키는 자동차를 만들어야 하는 것이지요.
자동차 차체 경량화 프로젝트
어렵지만 불가능은 없습니다. 지난 90년대 이후부터 시작된 고강도 철강을 이용한 차체 경량화 프로젝트와 같이 수많은 엔지니어의 연구노력의 결과로, 차체의 강도는 유지하면서 두께는 효과적으로 줄이고 차체를 가볍게 하는 고장력 강판과 초고장력 강판이 개발되었습니다.
고장력 강판과 초고장력 강판을 사용하고 설계 및 엔지니어링 수준을 높여서 정부가 요구하는 연비규제와 운전자 및 승객의 안전성 확보에 대한 규제에 효과적으로 대응 할 수 있었습니다.
가까운 예로 최근 수많은 신기술을 적용하여 출시한 ‘올 뉴 크루즈(ALL NEW CRUZE)’의 경우, 차량의 전폭과 전장은 기존의 크루즈보다 늘어났지만 공차중량은 110kg이나 줄어들었습니다. 에어로 다이나믹 스타일과 최신 기술의 엔진에 가벼워진 공차중량 덕에 출력과 연비가 좋아진 것은 당연한 이야기입니다.
자동차 회사의 고민은 '현재 진행형'
하지만 자동차 회사의 고민이 끝난 것은 아닙니다. 당연한 이야기이지만 여러가지 조건을 만족하는 차체를 만들기 위해서는 비용 또한 상승하기 마련인데요. 이는 자동차의 가격 형성에도 주요한 영향을 미치고 고스란히 소비자의 부담으로 돌아가게 됩니다. 자동차 회사는 보다 효율적인 방법을 찾기 위해 지금도 끊임없이 노력 중입니다.
가장 일반적이고 광범위하게 사용되는 철판성형기술은 프레스 공법으로, 한 쌍의 금형 사이에 철판을 놓고 찍어 눌러서 성형하는 가공 방법입니다. 고장력 강판과 초고장력 강판은 기존의 일반 강판보다 가격이 비싸고 가공하기가 훨씬 어렵습니다. 고장력 강판의 경우 두께가 얇더라도 그 장력 탓에 프레스 공법의 금형 수명이 급격히 줄어들게 되거나, 프레스 가공품의 모양에 변형이 일어나는 스프링백 현상 등으로 불량품이 되어 버립니다.
[ 롤 포밍(Roll forming) 가공 ]
고장력 강판과 초고장력 강판의 가공 방법 중 하나로 롤 포밍(Roll forming)을 이용하기도 합니다. 연속된 여러 회전롤 사이에 강판을 통과시켜 순차적으로 형상을 가공, 평판에서 원하는 형상으로 만들어 가는 가공 방법입니다. 이는 다양한 모양을 성형할 수 있고 생산성이 높으나, 새로운 제품을 생산하기 위한 비용이 비싸다는 단점이 있습니다.
[ 핫 스탬핑(Hot stamping) 가공 ]
다른 가공 방법은 핫 스탬핑(Hot stamping)입니다. 말 그대로 철판을 필요한 크기로 잘라서 약 900~950℃의 뜨거운 온도로 가열, 고속유압프레스를 이용하여 성형과 동시에 급속 냉각하는 가공 방법입니다. 고온 상태에서 성형하여 치수 정밀도가 향상되는 장점이 있습니다. 역시나 추가적인 장비와 냉각 장치가 포함된 금형이 필요하여 비용이 올라가는 단점이 있습니다.
또 다른 방법은 소부경화강을 이용하는 것입니다. 자동차는 차체가 조립되면 페인트를 칠한 후, 건조를 위해 오븐에서 섭씨 140~200℃ 온도로 열처리를 합니다. 소부경화강은 기존의 방법인 프레스로 성형하여 차체 조립 및 페인트를 칠한 후, 건조를 위한 열처리 과정에서 철판의 강도가 증가되는 성질이 있습니다. 다만 철판에 6개월~1년의 유효기간이 있어서 유효기간 내에 페인트와 열처리가 끝나야 하는 단점이 있습니다.
단단하다고 끝이 아니다
그렇다면 모두가 만족하는 좋은 차는 '고장력 강판과 초고장력 강판을 사용하여 튼튼하고 가볍게 만든 차'이기만 하면 될까요?
자동차를 튼튼하고 안전하게 만들기 위해서 차체에 고장력 강판과 초고장력 강판을 전보다 더 많이 사용하는 것이 일반적인 추세이기는 하지만 비용이 비싸고 가공도 어려운 것이 사실입니다. 무조건 고장력 강판과 초고장력 강판을 많이 사용하여 자동차 차체를 단단하고 튼튼하게 만들었다고 하더라도 추후에 수리가 어려워 비용이 올라가고 보험료에도 영향이 있어서, 자동차 소비자가 상대적으로 비싼 보험료를 지불해야 하는 불리한 경우가 있기도 합니다.
어떤 강판을 얼마나 사용하는지도 중요하지만, 결국 좋은 차를 만들기 위해서는 높은 수준의 설계 및 엔지니어링이 동반되어야 한다는 결론이 나옵니다.
효율화 그리고 최적화, 계속되는 발전
2016년부터 판매 중인 '올 뉴 말리부', 최근 시판을 시작한 ‘올 뉴 크루즈’와 같이 보험개발원이 실시한 RCAR(Research Council for Automobile Repairs, 세계자동차 수리기술연구위원회) 테스트에서 동급 최고 수준의 수리 손상성을 인정받으려면, 수많은 시뮬레이션과 구조최적화를 통하여 가장 효율적인 구조를 이루는 쉽지 않은 노력을 거쳐야 합니다. 차체 엔지니어들은 무게, 구조적인 강성 그리고 안전성이라는 까다로운 요소들 사이에서 최적을 찾기 위하여 오늘도 머리를 쥐어 뜯으며 고민하고 있지요. 그리고 우리의 엔지니어들은 답을 찾을 것입니다. 언제나 그랬듯이 말이지요.
소비자의 안전과 경제성, 자동차의 성능, 환경 오염 등 수많은 사항을 고려하며 계속해서 최적의 답을 찾아 발전하고 있는 자동차 산업! 훗날 더욱 더 발전할 쉐보레 자동차의 모습이 기대되는 이유입니다. 먼 훗날, 모든 사람의 모든 기준을 만족시키는 쉐보레의 자동차를 상상해보며 오늘의 포스팅을 마치겠습니다.
