현대‧기아차, 엔진 신기술 'CVVD' 개발…쏘나타 터보에 최초적용 (종합)

‘성능과 연비’ 모두 잡는 기술…세계 최초 개발

K5, 투싼, 스포티지 등에 차례로 적용 계획

‘성능과 연비’ 모두 잡는 기술…세계 최초 개발
K5, 투싼, 스포티지 등에 차례로 적용 계획

하경표 현대차 가솔린엔진리서치랩 연구위원이 3일 현대모터스튜디오 고양에서 CVVD 기술에 대해 설명하고 있다.ⓒ현대기아자동차

현대‧기아자동차가 엔진의 ‘성능과 연비’ 두 마리 토끼를 동시에 잡을 수 있는 ‘가변 밸브 듀레이션(CVVD)' 기술을 개발하고 이를 오는 하반기 출시 예정인 쏘나타 터보에 최초 탑재한다. 앞으로 이 기술은 현대‧기아차의 K5, 투싼, 스포티지 등에 차례로 적용된다.

현대·기아차는 3일 현대모터스튜디오 고양에서 ‘신기술 미디어 설명회’를 열고 CVVD기술이 적용된 ‘스마트스트림 G1.6 T-GDi’ 엔진을 처음으로 공개했다.

CVVD기술은 상충관계인 엔진의 성능과 연비를 동시에 향상시키면서 배출가스까지 줄여주는 획기적인 기술로, 현대‧기아차에서 세계 최초로 개발해 양산 적용한다. CVVD 기술은 선행개발 이후 4년이라는 양산개발 기간을 거쳤으며, 200여명의 인원이 투입됐다.

하경표 현대차 가솔린엔진리서치랩 연구위원은 이날 환영사에서 “CVVD기술은 열고 싶을 때 열고, 닫고 싶을 때 닫는 밸브 기구를 고안하고 싶다”는 생각에서 시작했다며 “누구도 하지 않았던 독창적인 기구로 부품 수를 줄이고 심플하게 개발하자는 목표가 있었다”고 밝혔다.

현대차는 CVVD 기술을 쏘나타 1.6터보 180마력 모델에 먼저 적용하고, 추후 204마력 모델에도 적용할 계획이다. 보통 연비개선에 주력하면 성능이 떨어지는데, CVVD기술은 성능을 그대로 유지하면서 연비는 기존차량 대비 10% 개선할 수 있다.

이날 김정곤 파워트레인프로젝트팀장은 “CVVD기술은 신형 쏘나타에 이어 기아차 동일 세그먼트 승용차, 투싼급까지 적용할 예정”이라고 밝혔다.

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

자동차의 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 높여왔다.

가변 밸브 제어 기술로는 밸브의 여닫힘 시점을 제어하는 연속 가변 밸브 타이밍 기술( CVVT), 밸브의 개폐 깊이를 조절해 실린더 내 공기량을 제어하는 연속 가변 밸브 리프트(CVVL) 등이 있다. 이번 현대차와 기아차가 처음 선보인 CVVD 기술은 엔진의 작동 조건에 따라 흡기 밸브가 열려있는 기간을 최적화하는 기술이다.

현대·기아차는 이 신기술을 스마트스트림 G1.6 T-GDi 엔진부터 시작해 3000CC 급 고 배기량 차량까지 확대 적용할 계획이다. 스마트스트림 G1.6 T-GDi 엔진은 배기량 1598cc의 4기통 가솔린 터보엔진으로, 최고출력 180마력, 최대토크 27.0kgf·m의 성능을 구현했다.

여기엔 CVVD 기술 뿐 아니라 연비 개선에 도움이 되는 저압 배기가스재순환 시스템(LP EGR)이 국내 최초로 적용됐다.EGR시스템은 엔진에서 연소된 배기가스 일부를 다시 엔진으로 재순환시켜 연소실의 온도를 낮춤으로써 연비를 개선하는 한편 질소산화물 배출 저감을 유도하는 장치다.

최광순 가솔린엔진선능시험팀장은 “스마트스트림은 1.0에서 3.5까지 다 개발중”이라며 “CCVD은 처음부터 전기종으로 확대하기에는 무리가 있다”며 “저기배량 기준으로 적용한 이후, 3세대 차량에는 확대가 어렵더라도 이후 3.5세대에는 확대 적용할 계획”이라고 밝혔다.

현대·기아차는 이번 신기술 개발이 엔진 분야에서 퀀텀 점프하는 계기가 될 것이라고 의미를 부여했다.

알버트 비어만 현대·기아차 연구개발본부장(사장)은 "독창적으로 개발한 세계 최초의 CVVD 기술은 파워트레인 분야에서 경쟁력을 강화하는 좋은 계기가 될 것"이라며 "앞으로도 자동차 산업의 패러다임을 바꿀 수 있는 첨단 기술을 지속 개발해 자동차의 성능과 상품성 향상은 물론 기업의 지속가능성을 높여갈 계획"이라고 말했다.

현대·기아차는 미국과 EU, 중국, 일본 등 주요국에 특허를 각각 100여건 등록 완료했다.