M276 engine

이전 글 "E350 vs E300 vs E200"에서 간략하게 정리했던 M276엔진은 2012년 8월 현재 벤츠 코리아에서 시판되는 차량 중 S-Class를 제외한 전 모델에서 최상위 가솔린 라인업에 들어가는 엔진인데요 모델명으로는 350을 사용합니다. E-Class의 E350 BlueEFFICIENCY, E350 BlueEFFICIENCY Cabriolet, E350 Coupe BlueEFFICIENCY, CLS-Class의  CLS 350 BlueEFFICIENCY, S-Class의 S350 BlueEFFICIENCY 이 바로 이 엔진을 사용하는 모델입니다. 현재 벤츠의 간판 엔진인 것이죠. 단, M-Class의 ML 350 BlueTEC 4MATIC만 M276 가솔린 엔진이 아닌 디젤 엔진입니다. 

M276 엔진

M276 엔진은 6기통 가솔린 직분사 엔진으로 크라이슬러의 Pentastar V6 엔진과 기본 구조를 공유합니다. 그 이유는 크라이슬러가 다임러 그룹의 소유일 때 개발된 엔진이기 때문인데요 실린더 또한 기존 모델인 M272 엔진이 가지던 90도 경사도를 60도로 수정한 V자 모양을 이루어 보다 엔진의 복잡성을 줄이고 안락한 주행감을 갖게 되었습니다. 참고로 구 모델인 M272엔진은 모델명에 E 350 CGI BlueEFFICIENCY로 쓰는데요 350 모델 중 CGI 라는 용어가 들어가면 M272 엔진이 사용된 것입니다. M272 엔진과 비교는 뒤에서 정리하도록 하겠습니다.

M276 엔진 제원

M276 엔진은 3499cc 배기량을 가지는 자연흡기 방식의 6기통 모델로 구 M272 엔진과 배기량은 동일합니다. 실린더의 보어(bore)는 92.9mm 이고 스트로크(stroke)는 86mm 이며 연료 압축비는 12.2:1 입니다. 최고출력은 6500rpm 에서 302마력을 가지며 최대토크는 3500-5250rpm 구간에서 370Nm을 뽑아냅니다. 

터보차져가 장착되지 않은 자연흡기 방식의 가솔린 엔진으로 최대토크가 일상rpm 보다 높은 구간인 3500-5250rpm 구간에서 뽑아지기 때문에 M276 엔진은 3500rpm 이상 밟으셔야 엔진의 참 맛을 알 수 있습니다. 그러니 너무 안 밟으시면 손해보는 엔진이 되겠습니다!!

완전히 새로 개발된 흡기(intake), 배기(exhaust) 가스 시스템이 적용되었는데요 variable-resonance 방식이 적용되었는데요 일종에 가변길이 메인폴더로 마력과 토크의 손실 없이 연비향상에 큰 역할을 합니다. 간단히 설명을 드리면 흡기관을 2개로 분리하는데요 한 개는 저속에서 보다 많은 흡기가 가능하도록 흡기관을 길게 하는 방식입니다. 흡기관이 길어지면 내부의 공기가 빨라져 흡입되는 공기의 양이 증가하게 되는 원리입니다. 이로 인해 기존의 M272 엔진보다 30마력이 증가하고 토크도 20Nm이 증가하면서 연비도 기존 10km/l 에서 13.1km/l로 24% 향상되었다고 하니 놀라울 뿐입니다.

보어? 스트로크?

엔진의 제원에서 실린더의 보어와 스트로크가 무슨 의미가 있나? 싶으실 건데요 간단한 비교를 위해 벤츠 C220의 너무나 유명한 디젤 엔진이죠 OM651의 제원과 비교를 해보면 OM651 엔진의 실린더는 직경(보어) 83mm 에 99mm 스트로크로 구성되는데 반해 M276 가솔린 엔진은 위와 같이 실린더의 보어(bore)는 92.9mm 이고 스트로크(stroke)는 86mm 입니다. 디젤 엔진인 OM651이 보어가 작고 스트로크가 길죠. 일반적으로 스트로크가 길어질 수록 진동과 소음이 커집니다. 하지만 실린더의 용적(보어/2 * 스트로크 * 3.14)은 에너지 효율로 인해 어느정도 유사한 용량을 갖게 되지요. 그래서 디젤 엔진이 스트로크가 길지만 보어가 작습니다. 

그렇다면 디젤엔진은 괜히 진동과 소음만 커지게 스트로크를 길게 만들었을까요? 스트로크를 길게 하는 이유는 디젤 연료를 최대한 압축하기 위해서인데요 디젤 엔진에서 연료를 압축하는 것은 매우 중요합니다. 즉, 연료를 최대한 압축해서 폭팔시키기 위해 스트로크를 길게 한 것입니다. 디젤 엔진과 가솔린 엔진의 차이에 관해서는 "디젤 엔진 vs 가솔린 엔진"를 참고해 주세요. 

M276에는 6기통 엔진이니 이런 실린더가 6개 달린 것이고 OM651은 4기통 디젤 엔진이니까 4개의 실린더가 장착되지요. OM651 엔진에 관한 설명은 "Mercedes-Benz OM651"를 참고해 주세요. 

자연흡기(naturally aspirated) 엔진

 

한가지 흥미로운 점은 M276 엔진은 터보가 장착되지 않은 자연흡기 방식을 사용하는 엔진이라는 점입니다. "2013 Audi RS5"에서 정리한 것처럼 BMW, Audi 등의 제조사에서도 일반 차량에는 다운사이징 + 터보차져 엔진이 장착되고 자연흡기 방식의 엔진은 고성능 퍼포먼스 차량에만 장착되는 것이 요즘 추세인데요 M276 엔진이 자연흡기 방식이라는 것은 이 엔진이 벤츠에서는 나름 고성능 엔진으로 분류하고 있다는 것을 알 수 있습니다. 

터보차져를 사용하지 않는 자연흡기의 가장 큰 이점은 역시 터보랙이 없다는 것이죠. 밟으면 바로 치고 나갑니다. 물론 요즘 개발된 터보차져는 터보랙이 거의 없다고 하지만 정말 없다면 굳이 이런 자연흡기 방식의 엔진을 계속 계발할 필요가 없겠죠. 흡기방식에 관해서는 "Turbochargers"와 "MINI R57 Engine: Prince engine"를 참고해주세요. 

새로운 기술들

앞에서 언급한 것처럼 M276 엔진을 장착한 모델들은 모델명에 350을 갖게 되지만 기존에 M272 엔진이 장착된 모델들은 350 CGI 가 붙게 되는데요 왜 CGI 라는 용어를 뺏을까요? 이전에 정리한 "BlueEFFICIENCY"를 참고하시면 알 수 있지만 CGI는 stratified charged gasoline injection 의 줄임말로 엔진의 실린더에 연료를 넣을 때 매번 동일한 양을 넣는 것이 아니라 차량무게, 속도 등에 따라 실린더에 들어갈 연료의 양을 조절하는 것을 말하는데요 3세대 직분사 기술, 가변 벨브 트레인(variable valve train), 새로운 연소 과정(new combustion processes), 멀티 스파크 점화(multi-spark ignition) 방식이 핵심입니다. 그런데 M276엔진에는 위의 기술들을 이미 포함하면서 여기에 spray-guided combustion 이나 개선된 multiple injection 등 몇가지 기능들이 더 추가되는데요 이를 통해 기존의 CGI 엔진과 차별화를 위해 CGI 라는 용어를 생략한 거 같습니다. 정리하면 모델명에 CGI 라는 용어가 빠졌다고 해당 기능이 빠진 것이 아니라 보다 개선된 BlueEFFICIENCY 엔진인 M276이 장착되었다고 보시면 됩니다. 

M276 vs M272

M276 과 M272 엔진의 성능비교는 해외 포럼에 올라온 비교 자료로 정리하도록 하겠습니다. CLS350 CGI(292PS@6400 365nm@3000, 7단 변속기) 와 CLS350 Blue Efficiency(306PS@6500 370nm@3500, 7단 변속기) 의 성능을 비교했는데요 제로백은 7.2초 vs 6.4초, 제로이백은 27.1초 vs 24.8초로 M276 엔진을 장착한 CLS350 Blue Efficiency가 월등히 우세했습니다. 그 이유는 아래 dyno 그래프를 보면 알 수 있는데요 빨간색 선의 마력차이보다 파란색 선의 토크차이가 눈에 보이시죠? 토크는 정말 소중합니다. ;-) 

Reference

http://en.wikipedia.org/wiki/Variable_length_intake_manifold

http://www.cartok.com/?dir=carinfo&job=main&tab=C&brand2=210

http://www.dmc.co.kr/as/mecha_11.asp

http://en.wikipedia.org/wiki/Balance_shaft

http://www.emercedesbenz.com/category/autos/mercedes-benz/e-class/

http://www.autoholiks.com/2010/05/official-new-v6-and-v8-engine-family-from-mercedes-benz/

http://en.wikipedia.org/wiki/Mercedes-Benz_M276_engine

http://de.wikipedia.org/wiki/Mercedes-Benz_M_276

http://www.germancarforum.com/community/threads/scans-ams-a7-sportback-3-0-tfsi-quattro-vs-cls350-panamera-pdk.36857/

http://www2.mercedes-benz.co.uk

http://en.wikipedia.org/wiki/Mercedes-Benz_W212#Engines

http://media.daimler.com/dcmedia/0-921-1050602-1-1050603-1-0-0-0-0-1-0-854934-0-1-0-0-0-0-0.html?TS=1345431859269