일반 엔진은 공기와 연료가 혼합돼 연소실에 들어간다. 그런 다음 연소실 속에서 ‘흡입→압축→폭발→배기’의 4과정을 거쳐 힘을 낸다. 그런데 직분사 엔진은 이중 ‘흡입→압축’과정에서 기존 엔진과 다르다. 바로 연료를 초고압으로 연소실에 집어넣기 때문이다. 분사 장치(인젝터)가 연소실에 직접 연결돼 ‘흡입→압축’과정에서 연료가 더욱 잘 들어가 효율이 높아진다. 그래서 다음 과정인 ‘폭발→배기’ 과정에서 연료 소모가 줄어들어, 그만큼 연비가 높아진다.
세계 자동차 업계에서도 경유 직분사 엔진은 이미 대세로 자리 잡았다. 최근에는 휘발유 직분사 엔진 개발이 인기를 끌고 있다. 연료마다 차이는 있지만 휘발유의 경우 일반 엔진보다 직분사 엔진을 장착했을 경우 연료 효율은 10% 이상 향상되고, 이산화탄소 배출량은 10% 이상 줄어들게 된다. 다만 연료를 공기의 힘으로 넣는 일반 엔진과 달리 정확한 연료량을, 적절한 시기에 분사해야 한다. 그래서 직분사 엔진을 만들기 위해서는 상당한 기술력이 요구된다.
국내 최초 휘발유 직분사 엔진은 1999년 현대 에쿠스에서 볼 수 있었다. 미쓰비시와 공동으로 개발한 대형 4.5L급 직분사 엔진을 장착했다. 그러나 기술적인 문제로 인해 수개월 만에 단종됐다. 국내 차량에 다시 직분사 엔진이 장착되기 시작한 것은 올해 초다. 현대차는 올 1월 신형 쏘나타(YF) 2.4 모델에 2.4L 휘발유 직분사 엔진(GDI·Gasoline Direct Injection)을 탑재해 출시했다. 이어 기아차 K5 2.4 모델에도 2.4L GDI 엔진을 달았다.
(중략)
GM대우는 7일 출시한 준대형차 알페온에 ‘SIDI(Spark Ignition Direct Injection) 엔진’이라 부르는 3.0L 직분사 엔진을 장착했다. 미국 GM의 최고급형 브랜드인 캐딜락 CTS와 고급 브랜드인 뷰익 라크로스에 장착된 엔진이다. GM대우는 다음달 2.4 모델을 출시하는데 마찬가지로 2.4L SIDI 엔진을 탑재할 예정이다.
직분사 엔진 전성시대~~!
연비 10% ↑ CO2 배출 10% ↓… 직분사 엔진 전성시대
최근 나온 신차 잇단 장착
직접분사방식 엔진(위)과 포트분사방식 엔진
일반 엔진은 공기와 연료가 혼합돼 연소실에 들어간다. 그런 다음 연소실 속에서 ‘흡입→압축→폭발→배기’의 4과정을 거쳐 힘을 낸다. 그런데 직분사 엔진은 이중 ‘흡입→압축’과정에서 기존 엔진과 다르다. 바로 연료를 초고압으로 연소실에 집어넣기 때문이다. 분사 장치(인젝터)가 연소실에 직접 연결돼 ‘흡입→압축’과정에서 연료가 더욱 잘 들어가 효율이 높아진다. 그래서 다음 과정인 ‘폭발→배기’ 과정에서 연료 소모가 줄어들어, 그만큼 연비가 높아진다.
세계 자동차 업계에서도 경유 직분사 엔진은 이미 대세로 자리 잡았다. 최근에는 휘발유 직분사 엔진 개발이 인기를 끌고 있다. 연료마다 차이는 있지만 휘발유의 경우 일반 엔진보다 직분사 엔진을 장착했을 경우 연료 효율은 10% 이상 향상되고, 이산화탄소 배출량은 10% 이상 줄어들게 된다. 다만 연료를 공기의 힘으로 넣는 일반 엔진과 달리 정확한 연료량을, 적절한 시기에 분사해야 한다. 그래서 직분사 엔진을 만들기 위해서는 상당한 기술력이 요구된다.
국내 최초 휘발유 직분사 엔진은 1999년 현대 에쿠스에서 볼 수 있었다. 미쓰비시와 공동으로 개발한 대형 4.5L급 직분사 엔진을 장착했다. 그러나 기술적인 문제로 인해 수개월 만에 단종됐다. 국내 차량에 다시 직분사 엔진이 장착되기 시작한 것은 올해 초다. 현대차는 올 1월 신형 쏘나타(YF) 2.4 모델에 2.4L 휘발유 직분사 엔진(GDI·Gasoline Direct Injection)을 탑재해 출시했다. 이어 기아차 K5 2.4 모델에도 2.4L GDI 엔진을 달았다.
(중략)
GM대우는 7일 출시한 준대형차 알페온에 ‘SIDI(Spark Ignition Direct Injection) 엔진’이라 부르는 3.0L 직분사 엔진을 장착했다. 미국 GM의 최고급형 브랜드인 캐딜락 CTS와 고급 브랜드인 뷰익 라크로스에 장착된 엔진이다. GM대우는 다음달 2.4 모델을 출시하는데 마찬가지로 2.4L SIDI 엔진을 탑재할 예정이다.
강병철 기자
http://news.joins.com/article/aid/2010/09/16/4007374.html?cloc=olink|article|default
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역시 요즘엔 뭐니뭐니 해도 직분사 엔진이 대세죠!
직분사 엔진은 자동차 메이커 별로 부르는 이름이 다른데요.
현대에서는 GDI, 지엠대우에서는 SIDI, 아우디에서는 FSI라고 부르고 있다고 하네요.
직분사엔진에는 3가지 장점이 있는데요.
1. 효율적인 연소가 가능합니다.
기존의 엔진 실린더 밖에서 Injection 하던 방식이 아닌 실린더 내부에 고압의 더 미세한 노즐을 통하여 연료를 분사함으로써 효율적인 연료 제어가 가능하게 됩니다.
2. 배기가스의 저감이 가능합니다.
엔진 실린더 내부의 상황에 맞게 연료를 분사하고 폭발이 이루어지기 때문에 완전 연소가 가능하여 결과적으로 배기 가스의 저감이 이루어집니다.
3. 출력 및 연비 상승이 가능합니다.
기존의 흡기밸브 뒷쪽에서 Injection 될 경우 분사된 연료의 일부분은 밸브 뒷쪽에서 타 버리는 경우도 일부 있었느나 직분사에서는 이런 부분이 대선되었으며 효과적인 상황에 맞는 연료 제어가 가능하여 결과적으로 출력 및 연비의 향상이 가능해졌습니다.
또한 직분사 엔진에 단점도 있는데요.
가장 중요한 부품이 인젝터인데 고압으로 인젝션해야 하기 때문에 부품값이 상승해 원가 상승의 원인이 되고, 실린더 내부에 직접적으로 노출이 되기 때문에 아무래도 내구성에 문제가 발생할 수 있습니다.
그리고 분사 소음과 고압펌프의 소음이 단점으로 꼽히는데요. 그렇기 때문에 소음을 줄이는 데도 많은 노력을 기울이고 있다고 하네요.
1차적으로는 엔진의 소음을 줄이기 위해 노력하고, 2차적으로는 운전석에 소음이 들리지 않도록 노력하는 방법으로 개선을 하고 있다고 합니다.
알페온에는 소음을 줄이기 위해 이렇게 많은 노력을 하고 있습니다.
그렇기 때문에 도서관 수준의 정숙성을 자랑하고 있죠.
어쨌든, 단점보다는 장점이 더 큰 직분사엔진은 꾸준히 신차에 적용될 것으로 보여지는데요.
이 직분사엔진은 제작하기가 무척이나 어려워서 엔진의 수준은 자동차 메이커가 보유한 기술력을 한눈에 보여주는 척도라고 합니다.
더 강한 출력과 더 높은 연비에 친환경성까지 갖춘 직분사 엔진은 터보 기술이라는 날개까지 달고 녹색시대에 최적화된 '대세'로 자리잡아 가고 있네요.