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현대자동차

대한민국 엔진 기술 독립의 시작, 현대차 4기통 가솔린 엔진 스토리

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불과 1980년대만 하더라도 국내 자동차 제조사들은 엔진 제조기술이 부족해 독일, 미국, 일본 등으로부터 수입하거나 별도의 비용을 지불하고 면허생산 형식으로 만들어야 했습니다. 현대자동차는 '엔진 독립' 없이 미래도 없다는 생각으로 80년대부터 독자 엔진을 개발하기 시작했으며, 오늘날 우수한 품질을 앞세워 여러 매체와 소비자들로부터 인정받고 있습니다.

  

특히 현대자동차는 효율과 성능, 내구성까지 우수한 4기통 가솔린 엔진에 대한 기술력을 인정받으며 대한민국의 자동차 기술을 전 세계에 널리 퍼트렸습니다. 이번 시간에는 대한민국 역사상 처음으로 독자 개발한 알파엔진부터 최초로 가변 밸브 리프트 방식이 적용된 누우 엔진까지, 현대자동차 4기통 가솔린 엔진의 변천사를 간단히 살펴보겠습니다.

알파 엔진

현대자동차는 기술적 한계를 극복하고 우리나라를 넘어 글로벌 자동차 시장으로 진출한다는 목표를 실현하기 위해 1983년부터 알파엔진 개발에 나섰습니다.


알파엔진은 4기통 가솔린 엔진으로, 현대자동차가 1991년 1월 대한민국 최초로 독자 개발에 성공한 상징적인 엔진입니다. 현대자동차는 경기 화성에 자리 잡은 남양연구소가 생기기 이전, 1984년 용인 마북리에 파워트레인 연구소를 세우고 독자 개발 엔진을 향한 열정을 불태웠습니다.


그리고 7년 뒤인 1991년. 세상 밖으로 나온 알파엔진은 현대자동차 최초의 2도어 쿠페 모델인 스쿠프에 처음 탑재되었습니다.

 

알파엔진의 가장 큰 특징은 실린더당 흡기밸브 2개, 배기밸브 1개인 3밸브 형식인 SOHC(Single Overhead Camshaft Engine) 방식으로, 당시로써는 고성능인 최고출력 102마력을 발휘했습니다. 이후 터보차저(Turbo Charger)가 결합돼 ‘스쿠프 터보’ 모델에 탑재됐으며, 최고출력 129마력, 최대토크 18.3kg·m를 내며 동급 최고 수준의 성능을 자랑했습니다.


1995년에는 실린더당 흡기밸브와 배기밸브를 각 2개씩 갖춘 DOHC(Double Overhead Camshaft Engine) 기술이 알파엔진에 적용돼 출력과 토크가 개선되었습니다.


알파엔진은 주철블럭에 알루미늄 재질의 헤드를 사용했으며, 1.3L, 1.4L, 1.6L 배기량으로 다양하게 활용됐습니다.현대자동차의 소형차와 준중형차 전 모델에 탑재되어 대한민국 ‘마이카’ 시대의 주역이 되었습니다.

베타 엔진

알파엔진 다음으로 등장한 베타 엔진은 현대자동차에서 두 번째로 독자 개발 생산에 성공한 엔진입니다. 첫 설계부터 생산까지 외부의 도움 없이 이뤄낸 엔진으로 현대자동차뿐만 아니라 당시 자동차를 좋아하는 사람들에게 그 의미가 남다른 것으로 알려져 있습니다.

  

베타 엔진은 알파엔진보다 배기량이 높은 엔진입니다. 1995년 출시된 아반떼 1세대 모델을 시작으로, 스쿠프의 뒤를 이은 2도어 쿠페 모델 티뷰론에 탑재되며 고성능 스포츠 쿠페의 인기를 높였습니다.


베타 엔진은 튼튼한 주철 블록과 가볍고 강성이 뛰어난 알루미늄 합금 헤드가 적용되어, 내구성이 우수했습니다. 자동차 마니아들은 베타 엔진의 장점을 활용하여 출력을 높이기 위해 터보차저나 슈퍼차저를 베타 엔진에 이식하기 시작했고, 국내 튜닝 문화를 한 층 발전시키는데 이바지했습니다.


베타 엔진은 크기가 작지만 높은 성능이 요구됐던 아반떼, 티뷰론, 투스카니 모델에 탑재됐으며 2002년 이후 연속 가변 밸브 타이밍 기술인 CVVT, 엔진 회전수에 따라 원활한 공기흐름을 유도하는 가변흡기 시스템(VIS : Variable Induction System)이 탑재되 전반적인 성능이 높아졌습니다.


그리고 2011년을 마지막으로 현대자동차의 역사에서 베타 엔진의 시대는 막을 내렸습니다.

세타 엔진

세타 엔진은 준중형, 중형 모델을 위한 엔진으로, 2004년 NF 쏘나타에 처음 탑재되었습니다. 이 엔진은 알루미늄 블록과 알루미늄 헤드가 적용되었으며 1.8L, 2.0L, 2.4L, 2.5L 등 다양한 배기량으로 활용되었습니다. 그리고 간접 분사 방식 (MPI : Multi-Point Injection), 직접분사 방식 (GDI : Gasoline Direct Injection), 액상분사 방식 (LPI : Liquefied Petroleum Injection) 등 여러 타입으로 출시되어 신차에 탑재되었습니다.


특히 현대자동차가 다임러-크라이슬러와 미쓰비시로부터 로열티를 받고 세타 엔진 기술을 이전한 것은 현대자동차 엔진 제조기술력이 글로벌 자동차 시장에서 경쟁할 만큼 성장했음을 확인한 계기가 되었습니다.

주행에 유리한 세타엔진의 장점을 바탕으로 WTCR, TCR, WRC 레이싱에 출전하는 벨로스터 N WTCR, i30 N TCR, i20 WRC와 같은 경주용 모델에 탑재되어 우수한 실적을 달성했습니다. 특히 i20 WRC는 지난해 세계에서 가장 권위 있는 모터스포츠인 WRC에서 제조사 부문 우승을 달성한 모델이 되었습니다.

  

세타 엔진은 NF 쏘나타를 시작으로 싼타페, 제네시스 쿠페 등에 탑재 되었으며, 고성능 브랜드 N을 이끄는 i30 N과 벨로스터 N 모델에도 터보 GDI 방식이 적용된 275마력의 고출력 세타 엔진이 적용되어 강력한 드라이빙 퍼포먼스를 자랑합니다.


가장 최근에는 1세대, 2세대 세타 엔진을 거쳐 최고출력 198ps - 최대토크 25.3kg·m를 발휘하는 2.5L 3세대 스마트스트림 엔진이 바통을 이어 받아, 더 뉴 그랜저에 탑재되고 있습니다.

감마엔진

감마엔진은 현대자동차 최초의 독자 개발 엔진인 알파엔진을 대체하는 준중형급 엔진으로, 무게는 적게 나가고 출력은 높으며 연비가 좋기로 유명합니다. 1.6L 모델을 주력으로 2006년에 출시한 3세대 아반떼 HD 모델에 탑재되어, 최고출력 121ps - 최대토크 15.6kg·m로 동급 최고 수준을 달성했습니다. 이후 여러 차례 개선되어 지금까지도 동급 최고 수준의 성능을 자랑합니다.


세타 엔진과 마찬가지로 T-GDI 방식이 적용된 감마엔진은 2011년 미국 자동차 미디어 ‘워즈 오토(Ward’s Auto)’가 주관하는 10대 엔진에 선정되며 현대자동차의 기술력을 전 세계에 알렸습니다. 현재 아반떼 스포츠, i30 N 라인에 탑재되는 1.6L 터보 GDI 엔진은 최고출력 204마력, 최대토크 27.0kg.m라는 강력한 출력과 높은 연비로 전 세계 준중형 모델 중 우수한 성능으로 많은 사랑을 받고 있습니다.

1.6L 배기량의 감마엔진은 최근 효율성, 실용 성능, 친환경성에 초점을 둔 ‘스마트스트림(Smartstream)’이라는 브랜드명으로 새롭게 출시되어, 내연기관 엔진의 미래를 제시했습니다. 엔진의 크기를 줄이지 않고 엔진 자체의 열효율만으로도 효율을 높이며 다운사이징 시대에 새로운 가능성을 열어가고 있습니다.

누우 엔진

누우 엔진은 2세대 세타 엔진을 대체할 목적으로 개발된 엔진으로, 현대자동차 최초로 ‘연속 가변 밸브 리프트(CVVL)’ 방식이 적용됐습니다. CVVL은 밸브 타이밍과 흡기밸브의 높이를 제어해 흡입 공기량을 최적화하고 엔진의 연비와 성능을 끌어올리는 고난도 기술입니다. 

CVVL 방식이 적용되면 고속구간에서는 밸브 리프트를 높여 공기량을 높이고, 저속 구간에서는 밸브 리프트를 낮춰 공기량을 적절하게 조절해 성능과 연비를 상황에 맞춰 유지할 수 있습니다.


누우 엔진은 1.8L와 2.0L 두 가지 배기량으로 생산돼 2011년 유럽 전략형 모델인 i40에 처음으로 누우 엔진이 적용되기 시작했으며, 2012년부터 쏘나타에도 탑재되었습니다. YF 쏘나타 하이브리드 모델의 경우 MPI 방식의 2.0L 누우 엔진이, LF 쏘나타 하이브리드 모델에는 GDI 방식의 2.0L 누우 엔진이 탑재되어 엔진의 우수성을 입증했습니다.

 

특히 GDI 방식의 2.0L 누우 엔진은 2016년 워즈 오토 10대 엔진에 선정되는 등 우수성을 인정받았습니다. 그밖에 LPI 방식의 누우 엔진이 생산되기도 했으며, 미국 수출형 아반떼 AD에는 1.8L 누우 엔진이 탑재되다 최근 2.0L 누우 엔진으로 대체됐습니다.

 

현대자동차는 시대가 요구하는 자동차의 성능 수준에 맞춰, 엔진 또한 끊임없이 개발하고 있습니다. 앞으로 현대자동차의 4기통 가솔린 엔진이 어떤 방향으로 발전하게 될지 기대해 주시기 바랍니다.


다음에는 현대자동차의 6기통, 8기통 고배기량 가솔린 엔진에 대해 살펴볼 예정입니다.

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