전 세계 하이브리드카 시장에서 기술력을 다져온 렉서스가 RX시리즈에서 우위를 강화해 나가고 있다. 대표적 모델은 ‘350’과 ‘450h’다. 럭셔리 세단에 버금가는 고급 인테리어와 편의사양에 물 오른 하이브리드 주행성능이 남다른 셀링포인트다.
■ RX350·RX450h ‘엔진’ 기술력 살펴보니
우선 렉서스 RX350과 RX450h는 밑바탕이 같은 엔진을 사용한다. 이중 RX350에는 ‘2GR-FKS’ 엔진을, RX450h에는 2GR-FXE 심장을 올렸다. 두 엔진 모두 보어 94㎜, 스트로크 83㎜의 ‘숏 스트로크’ 타입이다. 숏 스트로크 엔진은 회전수가 빨라 상대적으로 치고 나가는 경쾌한 맛이 있다.
RX450h의 신형 엔진은 앳킨슨 사이클과 D-4S 연료분사 시스템을 사용했다. 이 D-4S 시스템은 상황에 맞춰 실린더 직분사를 하는 것이 특징으로 직분사는 통상 흡기 냉각 효과가 좋고, ‘노킹’(이상연소) 방지력이 높은 것이 특징이다. 반면 엔진이 충분히 빨리 돌기 전까진 공기를 빨아들이는 속도가 늘어나 공연비(공기 대 연료 비율) 맞추기가 쉽지 않은 것이 단점이기도 하다. 이 때문에 연비를 높이기 위해 흡기 통로를 좁혀 공기의 유속을 빠르게 바꿔야 하는데 이 부분에서 기술력 우열이 갈리기 마련이다.
피스톤의 모양도 바꿨다. 일반적인 피스톤보다 사이드 월이 중심을 향해 좀 더 기울었다. 폭발 행정 때 생기는 힘을 좀 더 피스톤 가운데로 모으기 위함이다. 피스톤 스커트는 좌우 대칭으로 빚되 무게를 최소화했다. 무게로 인해 생기는 관성 저항을 최대한 줄이기 위한 묘안이다. 이처럼 크고 작은 노력이 쌓이고 쌓여 렉서스는 RX 라인에서 탁월한 효율성을 갖췄다.
■ 렉서스 전매특허 앳킨슨 사이클 올려
렉서스 특유의 앳킨슨 사이클 방식도 적용했다. 원래 앳킨슨 사이클은 크랭크축을 3점 링크로 만들어 압축은 짧게, 팽창은 길게 하는 방식. 압축 시 드는 에너지 손실을 줄이되 팽창은 똑같다는 장점이 있다. 과거에는 복잡한 구성의 기계 장치로 구현하느라 구조가 복잡했다. 하지만 렉서스는 아주 단순한 구조로 앳킨슨 사이클과 비슷한 효과를 냈다.
비결은 유압식 가변 타이밍 밸브. 압축이 시작되는 사이 흡기 밸브를 조금 열어두면 공기가 조금 빠져나간다. 실린더 용량이 10이라면 실제 압축은 8 정도만 하는 식이다. 폭발 이후 피스톤은 다시 10까지 밀려나간다. 따라서 압축비와 팽창비가 달라진다. 대신 강력한 힘을 내기 어렵다. 하지만 문제 없다. 전기 모터가 지원사격에 나서 힘을 보태기 때문이다.
한편 RX 엔진의 연료효율성 높이기 위해 렉서스는 실린더 헤드와 배기 매니폴드도 합쳤다. 그 결과 배기가스를 실린더 헤드 쪽으로 보내 워터 재킷의 냉각수로 온도를 낮췄다. 이 때문에 배기열 회수 장치가 필요 없는 것이 강점이다. 이어 EGR(배기가스 일부를 실린더로 다시 보내는 장치) 효율이 높은 점도 렉서스 RX 라인업의 특징이다.