쏘나타 터보, 세계 최초 CVVD 기술 적용한다

현대기아차는 3일 연속가변밸브듀레이션(CVVD, Continuously Variable Valve Duration) 기술을 세계 최초로 개발해 양산차에 적용한다고 3일 밝혔다. CVVD 기술은 엔진의 종합적인 성능을 획기적으로 높여주는 것이 특징으로 하반기 출시될 쏘나타 터보에 적용된다.

현대기아차는 현대모터스튜디오 고양에서 '현대-기아자동차 신기술 미디어 설명회'를 열고 CVVD 기술이 적용된 '스마트스트림 G1.6 T-GDi' 엔진을 공개했다. G1.6 T-GDi 엔진은 최적화된 밸브 열림 시간 구현…성능 4%, 연비 5% 상승, 배출가스 12% 저감했다.

CVVD 기술은 지금까지 부분적으로만 가능했던 엔진 밸브 열림 시간 제어를 시점과 깊이까지 주행 상황에 따라 조절해 획기적으로 늘려주는 기술로 상충관계인 엔진의 성능과 연료소비효율을 동시에 향상시키면서 배출가스까지 줄여주는 것이 특징이다.

가변 밸브 제어 기술로는 밸브의 여닫힘 시점을 제어하는 연속가변밸브타이밍(CVVT, Continuously Variable Valve Timing), 밸브의 개폐 깊이를 조절해 실린더 내 공기량을 제어하는 연속가변밸브리프트(CVVL, Continuously Variable Valve Lift) 등이 있다.

현대기아차가 처음 선보인 CVVD 기술은 엔진의 작동 조건에 따라 흡기 밸브가 열려있는 시간(Valve Duration)을 최적화하는 기술이다. CVVD 기술은 연비 주행, 가속 주행 등 운전 조건 별로 밸브 듀레이션을 제어해 아킨슨, 오토, 밀러 사이클을 모두 구현할 수 있다.

또한 유효 압축비를 4:1~10.5:1까지 탄력적으로 조절하는 것이 가능해 가변 압축 효과까지 얻을 수 있다. 정속 주행시에는 흡기밸브를 압축 행정의 중후반까지 열어두어 압축시 발생하는 저항을 감소시키고 압축비도 낮춰 연비 개선 효과를 볼 수 있다.

반대로 가속 주행시에는 흡기 밸브를 압축 행정 초반에 닫아 폭발에 사용되는 공기량을 최대화 함으로서 엔진의 토크가 향상돼 가속성능이 개선된다. 이외에도 CVVD 기술은 최적의 밸브 듀레이션 구현으로 연료 연소율을 높여 배출가스 저감에도 높은 효과가 있다.

CVVD 기술은 운전 상황에 따라 성능 영역이 중요할 때는 성능을, 연비 영역이 중요할 때는 연비에 유리하도록 밸브 듀레이션을 바꿔줌으로써 성능과 연비 두 가지를 동시에 개선시키는 기술이라는 점에서 133년 가솔린 엔진 역사에 한 획을 긋는 기술로 평가될 수 있다.

이날 공개된 스마트스트림 G1.6 T-GDi 엔진은 배기량 1598cc의 4기통 가솔린 터보엔진으로 최고출력 180마력, 최대토크 27.0kgm를 발휘한다. G1.6 T-GDi에는 CVVD 외에도 연비 개선을 위한 저압 배기가스재순환시스템(LP EGR)이 국내 최초로 적용됐다.

EGR 시스템은 배기가스 일부를 다시 엔진으로 재순환시켜 연소실의 온도를 낮춤으로써 연비를 개선하고 질소산화물 배출 저감을 유도하는 장치로 G1.6 T-GDi에는 흡기계가 아닌 터보차저 컴프레셔 전단으로 유입시키는 저압 시스템으로 고부하 영역 엔진 효율을 높였다.

또한 스마트스트림 G1.6 T-GDi 엔진에는 엔진의 온도를 신속하게 상승 혹은 냉각시켜 연비를 높이고 엔진 내구성, 가속 성능을 개선한 통합열관리시스템(ITMS, Integrated Thermal Management System), 기존 250bar 보다 40% 높은 350bar 직분사 시스템이 적용됐다.

그 밖에 기계적인 마찰을 최소화한 구동부품을 적용해 엔진의 마찰을 34% 저감한 마찰저감 엔진무빙시스템 등의 신기술들이 적용됐다. 스마트스트림 G1.6 T-GDi 엔진은 하반기 출시될 쏘나타 터보에 최초 탑재될 예정이며, 향후 SUV 모델에도 확대 적용할 계획이다.

이한승 기자 <탑라이더 hslee@top-rider.com>