[아이뉴스24 황금빛 기자] 현대자동차와 기아자동차가 엔진의 성능과 효율을 동시에 향상하면서 배출가스를 줄여주는 '연속 가변 밸브 듀레이션(CVVD·Continuously Variable Valve Duration)' 기술을 세계 최초로 개발, 올 하반기 출시 예정인 '쏘나타' 터보에 적용한다.
현대·기아차는 3일 경기도 고양에 위치한 현대모터스튜디오 고양에서 '현대자동차-기아자동차 신기술 미디어 설명회'를 열고 CVVD 기술을 적용한 '스마트스트림 G1.6 T-GDi' 엔진을 처음 공개했다.
현대·기아차가 세계 최초로 선보이는 CVVD 기술은 가변 밸브 제어 기술의 한 종류다. 밸브를 제어하는 3가지 요소에는 ▲타이밍 ▲리프트 ▲듀레이션이 있다.
양사는 그간 밸브 타이밍과 리프트를 조절하는 기술을 보유했다. '연속 가변 밸브 타이밍(CVVT)' 기술은 밸브의 여닫힘 시점을 제어하고, '연속 가변 밸브 리프트(CVVL)' 기술은 밸브의 개폐 깊이를 조절해 실린더 내 공기량을 제어한다.
이번에 세계 최초로 개발에 성공한 것은 밸브 듀레이션을 조절하는 기술이다. CVVD 기술은 엔진의 작동 조건에 따라 흡기 밸브가 열려 있는 기간을 최적화한다. 밸브를 열고 싶을 때 열고 닫고 싶을 때 닫을 수 있게 해 지금까지 부분적으로만 가능했던 엔진 밸브 열람 시간 제어를 획기적으로 늘렸다.
밸브가 중요한 이유는 엔진을 제어하고 엔진의 힘을 결정해서다. 자동차 엔진은 '흡입-압축-팽창-배기'의 4단계를 거쳐 연료를 연소시켜 동력을 발생시키는데, 이때 엔진 성능과 효율을 높이기 위해서는 흡기와 배기가 통과하는 관문인 밸브를 주행 상황에 따라 조절하는 가변 밸브 제어 기술이 중요하다.
CVVD 기술 적용으로 현대·기아차는 상충관계인 엔진의 성능과 연료소비효율(연비)을 동시에 향상하면서 배출가스까지 줄여 친환경적인 엔진을 선보일 것으로 기대하고 있다.
CVVD 기술이 적용된 엔진은 운전 상황에 따라 성능 영역이 중요할 때 성능에, 연비 영역이 중요할 때 연비에 유리하게 밸브 듀레이션을 바꿀 수 있게 해 성능과 연비 두 가지를 동시에 개선하게 한다.
가속 주행 시 흡기 밸브를 압축 행정 초반에 닫아 폭발에 사용되는 공기량을 최대화함으로써 엔진의 토크를 향상해 가속성능을 개선할 수 있다. 또 출력이 적게 필요한 정속 주행 시에는 흡기 밸브를 압축 행정의 중후반까지 열어둬 압축 시 발생하는 저항을 감소하고 압축비를 낮춰 연비 개선 효과를 보여준다.
더불어 최적의 밸브 듀레이션 구현으로 연료 연소율을 높여 배출가스를 저감할 수 있게 한다. 현대·기아차는 CVVD 기술을 적용하면 엔진 성능과 연비를 각각 4%와 5% 이상 높이고 배출가스를 12% 이상 저감할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
하경표 현대차 가솔린엔진2리서치랩 연구위원은 "연비와 성능이 트레이드오프 관계가 아니라 함께 향상된다"면서 "최적 밸브 타이밍이 촉매를 조기 활성화해 엔진 배출가스도 12% 줄여줄 것"이라고 말했다. 이어 "앞으로는 엔진에서도 현대·기아차가 시장을 이끌어 갈 것"이라며 "퍼스트 무버로서 기술 방향성을 제시할 것"이라고 강조했다.
![CVVD 기술을 처음 고안한 하경표 현대차 연구위원. [황금빛 기자]](https://img-lb.inews24.com/image_joy/201907/1562136308218_1_154718.jpg)
이날 행사에서는 올 하반기 출시 예정인 '쏘나타' 터보에 최초 탑재될 예정인 CVVD 기술이 최초 적용된 '스마트스트림 G1.6 T-GDi' 엔진도 공개됐다.
'스마트스트림'은 현대자동차그룹의 차세대 파워트레인의 새로운 이름으로 ▲제원 최적화 설계 ▲연비 신기술 적용 ▲최적 제어 구현 등을 특징으로 한다.
'스마트스트림 G1.6 T-GDi' 엔진은 배기량 1천598cc의 4기통 가솔린 터보엔진으로 최고출력 180마력, 최대토크 27.0kgf·m의 성능을 구현한다. 또 CVVD 기술 외에 연비 개선에 도움이 되는 저압배기가스재순환 시스템(LP EGR)을 국내 최초로 적용한다.
이 외에도 ▲엔진의 온도를 신속하게 상승 혹은 냉각시켜 연비를 높이고 엔진 내구성과 가속 성능을 개선한 통합열관리시스템(ITMS) ▲기존 T-GDi 엔진의 연료 분사 압력인 250bar보다 40% 높은 350bar의 더 강력해진 직분사 시스템 ▲기계적인 마찰을 최소화한 구동부품을 적용해 엔진의 마찰을 34% 저감한 마찰저감 엔진 무빙시스템 등 신기술을 대거 적용한다.
현대·기아차 관계자는 "연말 현대차의 신형 '쏘나타'에 CVVD 기술을 적용할 것"이라며 "향후 '쏘나타'와 동일한 세그먼트인 기아차의 승용차, '스포티지' 급, 현대차의 '투싼' 급과 C-SUV 등에 적용할 예정이다"고 말했다. 이어 "신기술이기 때문에 처음부터 전 기종에 확대하기에는 위험요소가 많아 소배기량 위주로 일단 적용할 것"이라고 말했다.
황금빛 기자 gold@inews24.com
--comment--
첫 번째 댓글을 작성해 보세요.
댓글 바로가기