21세기가 도래한 지도 벌써 20년이 지났다. 그리고 2010년대를 전후하여 기후위기가 세계적인 이슈로 떠오르기 시작했고, 이에 자동차들이 너도나도 엔진의 크기를 줄이고 부족한 동력성능을 과급기를 이용해 대체하는 '다운사이징'의 개념이 보편화되기 시작했다. 이 당시를 전후하여 각국의 제조사에 할당된 신차 배출가스 쿼터가 빠른 속도로 축소되어 가고 있었고, 이 때문에 더 작은 배기량의 엔진을 더 많이 생산해야 하기 때문이다. 그리고 이 과정에서 다양한 형태의 엔진들이 사라지고, 최상의 효율을 낼 수 있는 '4기통' 엔진이 완전히 대세로 자리잡았다.
2010년대 중반에는 세계적인 파장을 부른 배출가스 조작 사건도 벌어지면서 세계 각국의 환경 당국은 자동차에 더욱 가혹한 배출가스 절감을 요구하기 시작했다. 또한 기후변화의 영향이 가시적으로 드러나기 시작하면서 이와 같은 규제는 강화 일변도에 놓여있다. 현재 자동차 제조사들이 배출가스량이 '0'인 전기차 생산에 혈안이 된 것도 이와 같은 이유에서다.
따라서 현재, 세계의 자동차 산업계에서는 4기통 엔진과 6기통 엔진의 두 가지로 압축되어가는 추세에 있고, 더 작은 차종에는 3기통 엔진 등의 홀수 기통 레이아웃도 시도되고 있다. 홀수기통 레이아웃 중에는 3기통 외에도 5기통이 소수의 제조사에서 종종 사용된 역사가 있다. 5기통 엔진은 말 그대로 5개의 실린더를 사용한 엔진으로, 비주류인 홀수 기통 엔진 중에서 3기통과 함께 사용 빈도가 그나마 높은 엔진 방식이라고 할 수 있다. 4기통과 6기통의 홍수 속에서 살아남은 홀수기통 엔진들인 3기통과 5기통 엔진들에 대해 간단하게 알아 본다.
3기통 엔진
3기통 엔진은 3기의 실린더를 사용하는 엔진으로, 통상 직렬로 배치되는 형태를 띈다. 3기통 엔진은 같은 배기량을 기준으로 했을 때 4기통 대비 작은 크기로 제작할 수 있다. 특히 배기량 1리터 이하, 혹은 1.5리터급의 소형 엔진 같은 경우는 같은 배기량의 4기통 엔진 대비 공간을 더 적게 차지하며, 실린더의 단일 용적이 4기통 대비 큰 덕에 저회전 토크 확보에도 유리하며, 더 좋은 효율을 발휘할 수도 있다. 특히 배기량이 1리터를 밑도는 경차급 엔진으로 널리 사용되고 있다.
단, 3기통 엔진은 국내 자동차 시장에서는 취급이 그리 좋은 편은 아니다. 이 레이아웃은 통상 '경차'에 주로 사용되었기 때문이다. 물론 3기통 엔진이 홀대 받는 것에는 기계적인 이유도 있다. 바로 홀수 기통 엔진에서 나타나는 설계 상의 불리함이 그 이유다. 홀수 기통 엔진은 짝수 기통 엔진과 다르게, 폭발 행정에서 나오는 관성에 따른 진동을 상쇄시켜주는 설계가 어렵다. 이 때문에 홀수 기통 엔진은 짝수기통 엔진에 비해 정숙성과 회전질감이 대체로 더 거친 편이다.
3기통 엔진을 사용하는 차종은 현재 한국지엠에서 판매하고 있는 쉐보레 말리부 E-터보 모델과 쉐보레 트레일블레이저, 쉐보레 스파크 등이 있다. 말리부 E-터보와 트레일블레이저에 사용되는 3기통 엔진은 1.35리터의 배기량을 갖는 터보 엔진으로, 56마력의 최고출력과 24.1kg.m의 최대토크를 낸다. 쉐보레 스파크의 경우에는 상하이 GM과 공동으로 개발한 1.0리터 엔진으로, 최고출력은 75마력/6,500rpm, 최대토크는 9.7kg.m/4,400rpm의 성능을 낸다.
5기통 엔진
5기통 엔진은 대체로 직렬 5기통과 V형 5기통의 두 가지의 형태를 띈다. 가장 일반적인 예는 직렬 5기통 레이아웃이다. 직렬 5기통은 5개의 실린더를 일렬로 배치한 형태로, 직렬 4기통 엔진과 직렬 6기통 엔진의 중간에 가까운 형태와 특성을 지녔다. 또한 홀수 기통 엔진에서 나타나는 독특한 구동 및 배기음이 매력 포인트로 작용하기도 한다. 5기통 엔진은 3기통 엔진과 마찬가지로, 통상 직렬배치를 사용한다. 하지만 경우에 따라서는 V형으로 배치를 하는 경우도 있다.
다만, 현재 직렬 5기통 엔진은 나날이 성능이 향상된 4기통 엔진과 직렬 6기통 엔진에 완전히 밀려서 이제는 찾아보기 매우 어려운 엔진이 되고 말았다. 4기통 엔진에 비해서는 같은 배기량일 때 체적이 크고 무거워진다는 단점이 있으며, 6기통 엔진에 비해서는 기통이 홀수로 배치되기 때문에 각 실린더에서 발생하는 진동을 상쇄하는 설계가 까다로울 뿐만 아니라 회전질감 면에서 불리하다.
현재 자동차 시장에서 5기통 엔진은 승용과 상용을 막론하고 거의 멸종된 상태나 마찬가지다. 직렬 4기통의 뛰어난 효율과 직렬 6기통의 우수한 회전질감 및 효율에 완전히 밀려났기 때문이다. 하지만 아우디의 경우에는 여전히 2.5리터 직렬5기통 엔진을 생산하고 있다. 이 외에 과거에 존재했었던 유명한 5기통 엔진으로는 폭스바겐의 15도 협각 V5 엔진인 VR5와 쌍용자동차가 오랫동안 사용했건 메르세데스-벤츠의 OM602계열 엔진들, 그리고 볼보자동차의 5기통 엔진들이 있다.
