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  • 현대 최첨단 엔진 CVVD 개발 쏘나타 1.6 터보 탑재 특징은?
    국내자동차/현대 2019. 7. 3. 23:43

    현대 최첨단 엔진 CVVD 개발 쏘나타 1.6 터보 탑재 특징은?

    현대자동차는 최첨단 CVVD 연속 가변 밸브 듀레이션(Continuously Variable Valve Duration) 기술을 세계 최초로 개발해 양산차에 적용한다고 3일 밝혔습니다.

     

    이렇게 되면 앞으로 출시를 앞두고 있는 쏘나타 1.6 터보 엔진에 탑재될 수 있다는 소식인데요. 새로운 엔진은 어떤 특징을 담고 있는지 검토해 보죠.

     

     

    1. 기대감


    현대 및 기아차의 1.6L 엔진은 7가지 정도 선보이고 있습니다. 1.6 가솔린 엔진 내용을 보면  

     

    모델 Eng. 코드  출력 토크 비교
    1.6 감마 GDi G4FD 140 ps (138 hp) 
    @ 6300 rpm
    17 kgm  
    @ 4850 rpm
    11.0 : 1
    1.6 감마 II MPi G4FC 130 ps (128 hp) 
    @ 6000 rpm
    16 kgm 
    @ 4850 rpm
    10.5 : 1
    1.6 감마 II MPi G4FG 132 ps (130 hp) 
    @ 6300 rpm
    16 kgm  
    @ 4850 rpm
    10.5 : 1
    1.6 감마 T-GDI G4FJ 177 PS (175 hp) 
    @ 5500 rpm
    27 kgm 
    @ 1500-4500 rpm
    9.5 : 1
    1.6 감마 T-GDI G4FJ 204 PS (201 hp) 
    @ 6000 rpm
    27 kgm 
    1750-4500 rpm
    9.5 : 1
    1.6 감마 T-GDI G4FJ 204 PS (201 hp) 
    @ 6000 rpm
    27 kgm 
    @ 1500-4500 rpm
    10.0 : 1
    1.6 감마 LPI L4FC

    105 PS (104 hp) 
    @ 5700 rpm

    15.1 kgm 
    @ 1500-4500 rpm
    13.0 : 1

    1.6 감마 GDi (G4FD) 
    1.6 감마 GDi 엔진 가솔린 직접 분사 및 이중 연속 가변 밸브 타이밍으로 4800 rpm에서 6300 rpm 138 마력 (140 ps)으로 출력됩니다.

    응용 분야 :  엑센트 (2010-)

    1.6 감마 MPi (G4FC) 
    감마 MPI 버전은 6,000 rpm에서 122 마력 (124 ps)을냅니다.

    듀얼 CVVT (연속 가변 밸브 타이밍 ) 기능 이있는 감마 II MPI 버전은 6,000 rpm에서 128 hp (130 ps)를 만듭니다.

    1.6 감마 LPI (L4FC) 
    그것은 액화 석유 가스 엔진과 전기 모터와 하이브리드 변경 엔진이죠.

    기아 포르테, 현대 아반떼 LPI 하이브리드에 사용되었습니다,  기아 포르테 LPI, 현대 아반떼 LPI (국내 전용)

    1.6 감마 MPi (G4FG) 
    듀얼 CVVT (연속 가변 밸브 타이밍 )가 장착 된 Gamma II MPI 버전은 6,800 rpm에서 132 hp (98 kW, 134 PS)로, 4,850 rpm에서 116 lbft (157 Nm)의 토크를 냅니다.

    1.6 감마 T-GDI (G4FJ) 
    T-GDI 버전의 배기 및 트윈 스크롤 터보 차저
    트윈 스크롤 터보 차저 , 공기 유도 인터쿨러 , 직접 연료 분사 시스템 및 이중 CVVT가 장착 된 1.6 Gamma GDi 버전입니다.

     

    2011년 제 11회 국제 파워 트레인 컨퍼런스 공개한 1.6 T-GDI


    현대/ 기아의 1.6 터보 엔진은 2011년 제 11회 현대/ 기아 국제 파워 트레인 컨퍼런스에서 공개되었습니다. 

    2 세대 벨로스터 터보에 새로운 가압 냉각 시스템, 10의 높은 압축비, 전자식 웨이스트 게이트 및 새로운 ECU (CPEGD2.20.3)를 포함하도록 수정되었습니다.

     

    이후, 8년만에 CVVD기술이 적용된 ‘스마트스트림 G1.6 T-GDi’ 엔진을 처음으로 공개한 것입니다.

     

    신형 스마트스트림 G1.6 T-GDI 엔진은 최적화된 밸브 열림 시간 구현… 성능 4%, 연비 5% 상승, 배출가스 12% 저감 한다고 알렸습니다.

    신형 쏘나타 1.6 터보의 엔진은 흡입-압축-팽창-배기의 4단계 과정을 통해 연료를 연소시켜 동력을 발생시키는데, 이 과정에서 흡기와 배기가 통과하는 관문인 밸브의 열리고 닫히는 시점과 깊이를 주행 상황에 따라 조절하는 가변 밸브 제어 기술들을 통해 엔진의 성능과 효율을 높인 결과물을 선보인 것이죠.

     


    가변 밸브 제어 기술로는 밸브의 여닫힘 시점을 제어하는 연속 가변 밸브 타이밍 기술(이하 CVVT; Continuously Variable Valve Timing), 밸브의 개폐 깊이를 조절해 실린더 내 공
    기량을 제어하는 연속 가변 밸브 리프트(이하 CVVL; Continuously Variable Valve Lift) 등이 있으며 이번에 현대자동차와 기아자동차가 처음 선보인 CVVD 기술은 엔진의 작동 조건에 따라 흡기 밸브가 열려있는 기간을 최적화하는 쏘나타 1.6 터보에 적용할 기술입니다.

     

     

    2. 신차 적용


    스마트스트림 G1.6 T-GDi , 저압 배기가스재순환 시스템을 국내 최초 적용한다는 소식인데요. 스마트스트림 G1.6 T-GDi 엔진은 배기량 1,598cc의 4 기통 가솔린 터보엔진은 최고출력 180마력, 최대토크 27.0kgm의 성능을 선보이게 되었다는 결론입니다. 여기에 스마트스트림 G1.6 T-GDi에는 CVVD 기술 외에도 연비 개선에 도움이 되는 저압 배기가스재순환 시스템(LP EGR)이 국내 최초로 적용해 환경에도 좋은 이미지를 담게 되었죠.


    신형 쏘나타 1.6 터보 EGR시스템은 엔진에서 연소된 배기가스 일부를 다시 엔진으로 재순환시켜 연소실의 온도를 낮춤으로써 연비를 개선하는 한편 질소산화물 배출 저감을 유도하는 장치로 G1.6 T-GDi에
    는 연소된 배기가스를 흡기계가 아닌 터보차저 컴프레셔 전단으로 유입시키는 저압 시스템을 적용해 고부하 영역의 엔진 효율을 높였다는 설명입니다.

     

     

    3. 성능


    새로운 엔진을 쏘나타 1.6 터보에 탑재되며 성능은 위와 같은 출력과 토크를 발휘하게 됩니다. 여기에 스마트스트림 G1.6터보 엔진에는 엔진의 온도를 신속하게 상승 혹은 냉각시켜 연비를 높이고 엔진 내구성, 가속 성능을 개선한 통합열관리시스템(ITMS, Integrated Thermal Management System)을 기존 터보 엔진의 연료 분사 압력인 250bar보다 40% 높은 350bar의 더 강력해진 직분사 시스템으로 기계적인 마찰을 최소화한 구동부품을 적용해 엔진의 마찰을 34% 저감한 마찰저감 엔진 무빙시스템 등의 신기술들이 적용했다고 밝혔습니다.

     

    쏘나타 1.6 터보 엔진 성능의 기대감

    최적화된 밸브 열림 시간 구현…성능 4%, 연비 5% 상승, 배출가스 12% 저감, 통합열관리시스템, 터보 엔진의 연료 분사 압력인 250bar보다 40% 높은 350bar의 더 강력해진 직분사 시스템으로 기계적인 마찰을 최소화, 엔진의 마찰을 34% 저감한 마찰저감 엔진 무빙시스템!!

     

     

    문제점 비판

    하지만, 아직까지 신형 터보 엔진의 충분한 테스트가 이루어지지 않은 것과 엔진 문제로 이제까지 현대 기아차에서 발생되었던 엔진 내벽 및 내구성 문제가 새로운 1.6 터보 엔진에 소개한 내용에서 350bar 까지 높아진 상태를 엔진 마찰 34% 저감 한다는 내용이라 무의미한 것은 아닌지 내구성에 의심스럽습니다.

     

    이번 공개한 스마트스트림 G1.6 T-GDi 엔진 핵심 내용은 연속 가변 밸브 듀레이션(CVVD) 기술에 최적화된 밸브 열림 시간 구현…성능 4%, 연비 5% 상승, 배출가스 12% 포커스의 저감이기 때문입니다.

    여기서, 현대차가 소새한 신형 엔진에 기계적인 마찰을 최소화, 엔진의 마찰을 34% 저감한 마찰저감 엔진 무빙 시스템에서 얼마나 효과적인 반응을 보일지, 신형 엔진 성능을 기대는 앞으로 지켜볼 내용인 것 같죠.

     

    BMW N52 엔진 밸브 트로닉 시스템

    그러나 이러한 비판 속에서도 연구개발본부장 알버트 비어만 사장이 언급한 “현대/ 기아자동차가 독창적으로 개발한 세계 최초의 CVVD기술은 파워트레인 분야에서 경쟁력을 강화시키는 좋은 계기가 될 것”이라며 “앞으로도 자동차 산업의 패러다임을 바꿀 수 있는 첨단 기술을 지속적으로 개발해 자동차의 성능과 상품성 향상은 물론 기업의 지속가능성을 높여갈 계획”이라고 밝힌 내용이 주목됩니다.

     

    BMW에서 2001년 개발한 밸브 트로닉 시스템 도입하고 2017년 BMW는 3가지 가변 밸브 타이밍, 리프트 및 흡기 매니 폴드를 생산 차량의 지속적인 조정 형태로 구현한 유일한 회사입니다. BMW N55와 N54에 적용한 가변 밸브 리프트 스로틀 낮은 응답 토크, 배기 배출을 개선하고 15%의 연료 소비 개선등 현대 공개한 엔진 시스템이 많이 닮은 정보를 확인할 수 있습니다.

     

    이번엔 스마트스트림 G1.6 T-GDi 엔진은 BMW 영입한 알버트 비어만 사장이 BMW 엔진 기술을 접목했는지 쏘나타 1.6 터보에 기대감이 큽니다.

     

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