자동차의 차체, 엔진, 서스펜션, 실내 등 주요 부품을 분해해 배열한 ‘익스플로디드 뷰(Exploded View)’ 이미지. 자동차는 수만 개에 이르는 부품을 정밀하게 결합해 하나의 이동 시스템을 이루며 작동한다. (자료 : 자동차 기술 일러스트)

[오토헤럴드 김흥식 기자] 자동차는 수많은 발명품이 결합한 거대한 기술 집합체다. 자동차 한 대에는 보통 2만~3만 개에 이르는 부품이 들어간다. 전기차 등장으로 구조가 단순해졌지만 여전히 수많은 부품을 끼우고 맞추고 조립해야 하나의 자동차로 완성돼 도로를 달릴 수 있다.

이렇게 수많은 부품 하나하나에는 더 안전하고 더 편안한 자동차를 만들기 위한 엔지니어들의 치열한 고민과 기술이 담겨 있다. 현대적 의미의 자동차 역사가 시작된 지 약 140년, 그 사이 수많은 발명품이 등장했고 그 덕분에 더 빠르고 더 안전하며 누구나 쉽게 사용할 수 있는 이동수단으로 진화했다.

오토헤럴드는 자동차의 역사를 바꾼 발명품을 하나씩 살펴보는 연재를 시작한다. 그 첫 번째 이야기는 오늘날 시동 버튼 하나로 당연하게 작동하지만 한때 자동차의 사용 방식을 완전히 바꿔 놓았던 발명, 스타터 모터(Starter Motor)다. (편집자 주)

자동차를 대중의 기계로 바꾼 스타터 모터

초기 자동차는 차량 앞쪽의 크랭크 핸들을 돌려 엔진을 시동해야 했다. 이러한 방식은 위험하고 힘이 많이 들어 전기 스타터 모터가 등장하기 전까지 자동차 운전의 큰 불편 요소였다.(오토헤럴드 DB)

오늘날 자동차는 시동 버튼을 누르거나 키를 돌리기만 하면 곧바로 엔진이 깨어난다. 시동을 걸기 위한 행동이 필요없는 전기도 있지만 초기 자동차는 이 간단한 동작이 존재하지 않았다. 엔진을 돌려 시동을 걸기 위해서는 차량 앞쪽에 달린 크랭크 핸들(crank handle) 을 직접 힘껏 돌려야 했다.

지금도 농촌 지역에서 쉽게 볼 수 있는 '경운기'의 옛날 시동 방식과 다르지 않다. 단순해 보이지만 힘과 요령이 필요해 아무나 쉽게 시동을 걸수도 없었다. 이 방식은 단순히 불편한 수준이 아니라 위험했다.

시동이 걸리는 순간 엔진이 역회전하면 크랭크가 튕겨 올라오며 손목이나 팔을 심하게 다치는 사고가 종종 발생했다. 실제로 1908년 미국에서 한 운전자가 크랭크 핸들로 차량 시동을 걸다가 목숨을 잃는 사고가 발생했다. 자동차 시동 방식을 근본적으로 개선할 필요성이 제기된 사고였다.

이 사고를 계기로 미국 캐딜락(Cadillac)이 전기 기술자이자 발명가였던 찰스 F. 케터링(Charles F. Kettering)에게 새로운 시동 장치 개발을 맡겼다. 케터링은 자동차 점화 시스템 개발 경험을 바탕으로 전기로 엔진을 돌리는 방식에 주목했고 1911년 전기 스타터 시스템 개발에 성공했다.

캐터링의 전기 스타터는 1912년 캐딜락 모델 30(Cadillac Model 30)에 세계 최초로 적용됐다. 모델 30은 전기 스타터뿐 아니라 전기식 점화와 조명까지 갖춘 최초의 자동차 가운데 하나였다. 이후 스타터 모터는 단순한 편의 장치가 아니라 자동차의 전기 시스템을 확장하는 출발점이 됐다. 

사망 사고에 놀란 캐딜락 엔지니어가 발명

1912년 캐딜락 모델 30. 세계 최초로 전기 스타터 모터가 장착된 양산차로 손으로 크랭크를 돌려 시동을 걸던 자동차 시대를 끝낸 모델이다. (출처 : 윌리엄 크레스웰 / 위키미디어 커먼즈)

초기 스타터 모터는 지금처럼 키를 돌려 작동하는 방식이 아니라 대시보드의 버튼이나 스위치를 눌러 작동했다. 이후 자동차 도난을 막기 위한 보안 장치가 필요해지면서 점화 키(Ignition Key)가 도입됐고 스타터 모터와 점화 장치를 하나의 키로 제어하는 방식이 자동차의 표준으로 자리 잡았다.

당시 운전자들의 반응은 폭발적이었다. 이전까지 자동차는 엄청난 힘과 위험을 감수해야 하는 기계였지만 스타터 모터의 등장으로 여성과 노인을 포함한 일반 가정에서도 쉽게 시동을 걸 수 있게 되면서 대중화의 속도가 한층 빨라졌다.

스타터 모터는 자동차 기술 발전에도 중요한 변화를 가져왔다. 핸드 크랭크 시동 방식에서는 사람이 직접 엔진을 돌려야 했기 때문에 압축비가 높은 엔진을 만들기 어려웠다. 하지만 전기 스타터가 등장하면서 엔진 설계의 제약이 크게 줄어들었고 이후 고출력·고효율 엔진 개발이 가능해졌다.

또한 스타터 모터는 자동차 전기 시스템 발전의 출발점이 됐다. 스타터를 구동하기 위해 배터리와 발전기가 필요해졌고 이를 기반으로 전기 조명, 전기 점화, 각종 전장 장비가 빠르게 확산하면서 자동차를 단순한 기계 장치에서 전기와 기계가 결합된 현대적 이동 수단으로 변화시키는 계기가 됐다.

자동차 역사에서 혁신은 종종 거대한 기술에서 시작된다. 그러나 스타터 모터는 작은 전기 모터 하나로 자동차의 사용 방식과 사용자층, 그리고 산업의 성장 속도까지 바꿔 놓은 사례다. 스타터 모터는 자동차를 발명한 기술은 아니지만 대중화를 이끈 위대한 발명으로 보는 이유다.

김흥식 기자/reporter@autoherald.co.kr

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