토요타, 열효율 40% 이상의 신형 2.0리터 가솔린 엔진 공개
  • 박병하
  • 승인 2018.03.19 17:03

일본을 대표하는 자동차기업, 토요타자동차(이하, 토요타)가 TNGA(Toyota New Global Architecture)  기반의 신차종을 위한 신규 파워트레인을 추가 공개했다. 새로운 파워트레인은 토요타의 글로벌 판매에 있어서 주력의 역할을 수행하게 되며, 뛰어난 동력성능과 친환경성, 그리고 다양한 차종에 대응할 수 있는유연함을 갖는 것을 특징으로 한다.

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새로 공개한 파워트레인은 2.0리터급 가솔린 엔진과 이 엔진을 이용한하이브리드 시스템, 독자적인 메커니즘을 채용한 CVT 변속기와신형 수동 6단 변속기, 그리고 전용 사륜구동 시스템 등이다. 토요타는 향후 2021년까지 TNGA기반의 총 9기종에 17개 바리에이션의 신규엔진과 총 4기종에 10개 바리에이션의 변속기, 그리고 총 6기종 10 바리에이션의하이브리드 시스템을 내놓을 예정이라고 밝혔다. 아울러 토요타는 새로운 파워트레인 발표와 함께 “TNGA 기반 파워트레인을 통해 18%이상의 이산화탄소 배출량 저감을기대하고 있다”고 덧붙였다.

토요타가 지난 2016년에 공개한2.5리터 다이나믹 포스 엔진(Dynamic Force Engine)에 이어 새롭게 내놓은엔진은 2.0리터 다이나믹 포스 엔진이다. 새 엔진은 직렬 4기통 레이아웃을 취하고 있으며 토요타가 그동안 쌓아 온 손실 저감 기술들을 총동원했다. 그리하여 자사 측정 기준 40~41%의 열효율을 달성했다고 주장한다.

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새로운 엔진의 보어(실린더 내경)는80.5mm, 스트로크(행정 길이)는 97.6mm로 보어와 스트로크의 비율이 1:1.2에 가까운 실린더 형상을 취하고 있다. 압축비는 13:1~14:1에 달한다. 실린더 헤드의 내부구조는 2.5리터 다이나믹 포스 엔진과 같이, 실린더 내에서 발생하는 혼합기의종방향 와류현상을 적극적으로 유도하는 구조를 취하고 있다. 실린더 헤드 내 흡기 포트의 형상이 직선형에가깝게 설계되어 있고 흡/배기 밸브 사이의 뱅크각을 보다 마주보는 각도로 설계되었다. 밸브시트에는 레이저 클래딩(Laser Cladding) 공법을 적용했다. 이렇게 만들어진 2.0 다이나믹 포스 엔진은 2.5 다이나믹 포스 엔진과 동일한 형태의 연소실 내 공기 흐름을 갖는다.

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새 엔진에는 2.5리터 다이나믹 포스 엔진에도 도입된 바 있는 신개발다중 직분사 인젝터를 적용한 최신예 D-4S 직분사기구가 채용되었다.또한 연속적으로 용량을 제어하는 가변용량오일펌프와 저점도 엔진오일, 신형의 레이저 핏 처리가적용된 피스톤 스커트를 채용하는 등의 조치를 통해 엔진의 기본적인 성능을 결정짓는 열효율의 전체적인 향상을 꾀한다. 새 엔진의 피스톤 스커트는 미세한 마름모꼴 격자형 패턴이 새겨진 형태로 만들어져 있어, 마찰계수 저감에 기여한다.

이 외에도 VVT-iE 가변밸브 타이밍 기구와 고강도 커넥팅 로드, 개선된 흡기 제어 시스템, 소형화된 유압 제어 시스템 등을 적용하여응답성의 전반적인 향상을 꾀한다. 또한 분할 분사 개념이 적용된 새로운 연료분사 제어 시스템과 EGR 쿨러 기능을 구현한 신형 헤드, 새로운 피스톤 오일제트 제어시스템, 그리고 새로운 촉매와 배기 시스템을 통해 배출가스 저감에도 만전을 기했다.

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이렇게 만들어진 2.0 다이나믹 포스 엔진은 2.5 다이나믹 포스 엔진이 보여준 바 있는 고속연소의 개념을 동일하게 구현하는 것은 물론, 열효율의 향상과 그로 인한 연비 및 성능의 양립을 노린다. 토요타는새로운 엔진이 기존의 2.0리터 가솔린 엔진에 비해 보다 빠른 응답성을 비롯하여, 더 높은 압축비, 모든 속도 대역에서 높은 토크를 실현했다고 밝혔다. 신형 2.0리터 엔진은 일반 가솔린 자동차용과 하이브리드 자동차용으로각각 제작된다. 그리고 2.5 다이나믹 포스 엔진과 마찬가지로, 토요타 자체 조사 기준으로 가솔린 엔진으로서는 세계 최고수준이라 할 수 있는40~41%의 열효율을 달성했다고 주장한다.


새로운 2리터급 가솔린 엔진을 포함한 토요타의 신규 파워트레인은 봄부터도입을 시작하여 탑재 차종을 글로벌 규모로 확대해 나갈 것이라고 밝혔다.



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