쏘나타 터보 첫 적용 'CCVD' 新기술 특장점 무엇?

송고 2019.07.03 16:47 | 수정 2019.07.03 16:47
권녕찬 기자 (kwoness@ebn.co.kr)

엔진효율 좌우 '밸브' 신기술로 '세 마리 토끼' 잡아

"퍼스트 무버 입증"···향후 투싼·스포티지 등 순차 적용

현대가이차가 최초 개발한 '연속 가변 밸브 듀레이션(CVVD)' 기술에 대한 설명 요약. ⓒEBN

현대자동차와 기아자동차는 3일 엔진 효율을 결정 짓는 '밸브'와 관련한 신기술, '연속 가변 밸브 듀레이션(이하 CVVD; Continuously Variable Valve Duration)'을 세계 최초로 개발해 양산차에 적용한다고 밝혔다.

이 같은 새로운 밸브 기술을 통해 엔진 성능과 연비, 배기가스 절감 효과까지 세 마리 토끼를 잡았다는 설명이다. 200명가량의 연구위원이 4년간 연구해 내놓은 결과물이다.

그간 자동차 엔진 역사는 '밸브 개폐'를 얼마나 효율적으로 하는 지에 대한 기술 싸움이었다고 해도 과언이 아니다.

실린더 내부에서 연소가 되기 위해선 공기의 양이 매우 중요한데, 결국 그 공기는 밸브라는 문을 통해서만 들어오고 나갈 수 있어서다.

현재 내연기관에서 대세로 자리 잡은 터보차저 기술도 결국 연소실 내부로 많은 공기를 공급하기 위한 기술이다.

밸브는 통상 0.02초라는 아주 짧은 시간에 열리고 닫히며, 엔진의 수명 동안 약 1억번 정도 동작한다.

자동차의 엔진은 흡입-압축-팽창-배기의 4단계 과정을 통해 연료를 연소시켜 동력을 발생시키는데, 이 과정에서 흡기와 배기가 통과하는 관문인 밸브의 열리고 닫히는 '시점'과 '깊이'를 주행 상황에 따라 조절하는, 가변 밸브 제어 기술들을 통해 엔진의 성능과 효율을 높여왔다.

최적 밸브 타이밍 기술 개발의 역사 ⓒEBN

밸브 개폐에 대한 첫 번째 혁신 기술은 1992년 포르쉐의 CVVT(Timing), 두 번째는 2001년 BMW의 CVVL(Lift) 기술이었다.

CVVT는 '언제 흡기밸브를 열 것인가'에 대한 기술이고 CVVL은 '얼마나 많이(깊이) 흡기밸브를 열 것인가'에 대한 기술이다.

CVVT와 CVVL을 통해 밸브의 열림 시점 뿐 아니라 열림량을 제어할 수 있게 됐지만, 이는 엔진의 성능과 연비 중 하나에 집중하거나 양쪽을 밸런스 있게 절충해야 하는 한계가 있었다.

이날 최초 공개한 현대기아차의 CVVD(Duration, 지속 시간)는 주행 상태에 따라 흡기밸브를 '어느 정도의 시간만큼 열고 있을지' 등 열림 시간을 자율조절하는 신기술이다.

이번 CVVD는 지난 2006년 1세대 S-CVVT 엔진과 2010년 D-CVVT 엔진에 이어 현대기아차의 3세대 엔진이다.

CVVD 기술의 핵심 컨셉트는 "밸브를 열고 싶을 때 열고, 닫고 싶을 때 닫는다"다. 출력이 적게 필요한 정속 주행시에는 흡기밸브를 압축 행정의 중후반까지 열어두어 압축 시 발생하는 저항을 감소시키고 압축비도 낮춰 연비 개선 효과를 볼 수 있다.

반대로 가속 주행 시에는 흡기 밸브를 압축 행정 초반에 닫아 폭발에 사용되는 공기량을 최대화 함으로서 엔진의 토크가 향상돼 가속성능이 개선된다.

CVVD 기술을 통해 결과적으로 엔진 성능은 4% 이상, 연비는 5% 이상 향상되며 배출가스는 12% 이상 저감된다는 것이다.

현대기아차 연구위원 관계자는 "실 연비는 10% 향상되고 공차중량은 약 6kg 증가 밖에 되지 않는다"고 설명했다.

CVVD 기술이 적용된 첫 양산 모델은 하반기 출시 예정인 신형 쏘나타 터보다. 쏘나타 터보는 CVVD 기술이 적용된 스마트스트림 G1.6 T-GDi 엔진을 탑재한다. 최고출력 180마력, 최대토크 27.0kgf·m의 성능을 발휘한다.

다만 기존 7세대 LF쏘나타 터보 모델의 가솔린 1.6 T-GDi에 비해 성능은 유사하고 연비는 개선될 것으로 보인다. CVVD 기술이 적용된 200마력 이상의 고성능 엔진도 양산될 예정이다.

현대기아차는 향후 CVVD 기술이 적용된 차세대 엔진을 저배기량의 경소형 모델과 현대 투싼 및 기아 스포티지급 준중형급 SUV 등에 순차 적용할 방침이다. 고배기량 차량에는 이후 3.5세대 엔진을 적용할 계획이다. 향후 하이브리드 차량에도 CVVD 엔진이 탑재될 것으로 보인다.

CVVD 기술을 고안한 하경표 연구위원은 "'열고 싶을 때 열고 닫고 싶을 때 닫는다'라는 아주 단순해 보이는 사실에 기반한 기술이지만 세계 최초로 개발했다는 점에서 놀랄 만한 기술임에 틀림없다"며 "현대기아차가 더 이상 '패스트 팔로워(fast follower)'가 아니라 '퍼스트 무버(first mover)'로써 기술을 선도해나가고 있다"고 말했다.

다만 일각에서는 엔진 기술이 복잡해지고 보다 정밀함을 요구받는 만큼 CVVD 엔진이 실제 양산된 뒤 일정 기간 지켜봐야 한다는 의견도 나온다.

업계 관계자는 "엔진 구동이 복잡해져 과거보다 결함이 발생할 우려도 간과할 수 없다"며 "또 소음과 진동, 비용 부분도 실제 나와봐야 알 수 있을 것"이라고 말했다.

CVVD 기술이 적용된 스마트스트림 G1.6 T-GDi엔진과 CVVD 시스템 ⓒEBN

USD$	1,320.1	▲13.2
EUR€	1,456.5	▲10.4
JPY¥	899.5	▼10.8
CNH¥	188.2	▲1.3

쏘나타 터보 첫 적용 'CCVD' 新기술 특장점 무엇?

관련기사

전체 댓글 0

매매기준율