지난 14일 경기도 화성시 소재 현대기아자동차남양기술연구소에서 신형 쏘나타 개발자들과 만났다. 플랫폼, 라이드&핸들링을 다룬 지난 기사에 이어 8세대 쏘나타에 적용된 스마트스트림 엔진 관련 내용을 전한다.

8세대 쏘나타(DN8) 개발 프로젝트를 총괄한 현대자동차 중형 PM 손병천 책임연구원에 따르면 목표 고객층을 밀레니얼 세대로 잡고 파워트레인 라인업을 단출하게 운영키로 했다. 엔진은 가솔린 2.0(스마트스트림 G2.0)과 일반인 구매 가능한 LPG(스마트스트림 L2.0), 6월 출시할 하이브리드, 7월 출시할 1.6 터보(스마트스트림 G1.6 T-GDi) 등 4개로 단순화했다. 디젤과 플러그인하이브리드 모델을 없애고 택시도 만들지 않는다.

스마트스트림 엔진에 대한 설명은 파워트레인 프로젝트팀에서 이어갔다. 현대자동차가 독자 개발한 중형차용 2.0L급 1세대 엔진은 1995년 내놓은 베타(β)다. 아반떼, 티뷰론, EF쏘나타 등에 탑재했다. 2010년 상용화한 누우(ν) 엔진은 2세대에 속한다. LF 쏘나타, 아반떼 등에 탑재했다. 신형 쏘나타의 스마트스트림 G2.0(CVVL), L2.0(LPI), 하이브리드용 2.0 GDi는 3세대 엔진에 속한다.

세대가 바뀌었지만 스마트스트림 2.0은 본바탕을 2세대 누우 엔진에 둔 ‘누우 개선’ 엔진이다. 현재 기아K3, 아반떼에 적용되는 스마트스트림 G1.6이 내부적으론 감마Ⅱ 엔진인 것과 마찬가지다. 이들 3세대 엔진은 쿨드 EGR, 통합열관리, 중간위상 CVVT 등 공통 요소를 가진다. 연비 개선 기술이다. 현대?기아자동차는 파워트레인 세대교체와 함께 스마트스트림 브랜드를 도입하고 연비 개선, 실용 성능 향상, 배출 가스 저감을 목표로 내걸었다.

스마트스트림 2.0은 콤팩트한 구성, 연비 중심, 제작가격(쎄타 엔진 대비 생산 단가가 낮다고 알려짐) 등 콘셉트를 2세대인 누우 엔진으로부터 물려받았다. 여기에 기존 누우 엔진 대비 쿨드 EGR, 통합열관리, 중간위상 CVVT 등 연비 특화 기술을 추가해 엔진 자체만으로 6~7%, 쏘나타 탑재 기준 8~10% 연비 향상을 거뒀다. 이전 대비 엔진 출력 수치는 조금 낮아졌다. 엔진 개발에서 가장 중점을 둔 것이 연비이기 때문이다. 하지만 차 전체적으로는 변속기, 공력 등의 개선 효과가 더해져 성능과 연비 모두 이전 쏘나타보다 우세하도록 완성했다.

쿨드(cooled) EGR은 고온의 배기가스가 연소실로 재순환하는 중간에 식혀주는 시스템이다. EGR(배기가스재순환장치)은 질소산화물 배출저감뿐 아니라 연비 향상을 위해서도 채용하는 추세. 특히 쿨드 EGR은 엔진 온도에 의한 노킹을 줄여 맵핑 마진을 확보함으로써 연비 개선 효과를 얻는다. 시스템 가격이 비싸 LPI 엔진에는 적용하지 않았다. 하지만 나머지 연비 개선 항목들은 대부분 동일하게 사용한다.

이외에 통합유량제어밸브, 전자식 연속가변 오일펌프, 고에너지 점화코일, 흡?배기 센터 OCV 등 기술이 있다. OCV는 가변 밸브기구를 작동하는 유압장치의 오일 컨트롤 밸브를 뜻한다. 기존에는 엔진블록에서 올라오는 오일 압력을 헤드 쪽에 장착한 별도 컨트롤 밸브에서 통제했다. 이번에는 밸브기구 체결 볼트에OCV 기능을 넣어 오일 유로를 단순화했다. 이는 유압 손실을 방지하고 가변밸브기구의 응답성을 높이는 효과가 있다. 역시 엔진 맵핑 측면에서 유리하게 작용해 연비 개선 효과가 있다. 

연속가변 오일펌프는 엔진 회전수에 비례해 작동하는 기존 오일펌프와 달리 솔레노이드 밸브를 가진 전자식. 엔진 회전수나 조건에 가장 적합하게 오일 압력을 생성한다. 통합유량제어밸브는 가변분리 냉각, 크로스 플로우와 함께 냉각계통 개선에 속한다. 냉간 때 엔진을 빠르게 적정온도로 높여 냉각손실, 마찰손실을 줄이는데 목적을 뒀다. 점화코일 에너지는 착화성을 강화해 연비를 개선하고자 이전 50mJ(밀리줄)에서 80~120mJ로 높였다.