[오피니언뉴스=박대웅 기자] 현대·기아자동차는 세계 최초로 흡기밸브가 열려있는 시간(듀레이션)을 자유롭게 조정해 성능과 연료소비효율, 배출가스 저감을 동시에 개선할 수 있는 CVVD(Continuously Variable Valve Duration, 가변 밸브 듀레이션) 기술을 개발했다고 3일 밝혔다.

CVVD 기술이란

CVVD는 '밸브가 열려있는 시간을 엔진의 상태에 따라 최적으로 가변하는 기술'을 말한다. 

현대·기아차는 "많은 시행 착오 끝에 구조를 최대한 단순화해 밸브 듀레이션을 가변할 수 있는 메커니즘을 기계적으로 구현하는 데 성공했다"고 밝혔다. 

현대·기아차는 "CVVD에 연결된 캠은 겉모습은 기존 엔진 캠과 다르지 않지만 연결 링크의 중심 이동으로 캠의 회전 속도가 달라진다"면서 "밸브를 얼마나 오랫동안 누르는지, 아니면 빠르게 스쳐 지나듯 누르냐의 차이가 발생한다. 이 찰나의 차이를 통해 CVVD는 밸브가 열려 있는 시간을 매우 정밀하게 1400단계로 제어할 수 있는 기술"이라고 설명했다.  

현대·기아차는 일본, 중국, EU 등 주요 국가에 각각 100여 건에 이르는 CVVD 관련 특허를 등록했다. 특히 미국에 등록된 특허 수는 120건에 달한다. 

연비, 성능, 친환경 세 마리 토끼 잡은 CVVD

회사는 CVVD 기술을 통해 엔진 성능은 4%, 연비는 5% 향상시킬 수 있다고 자신했다. 

현대·기아차는 "내연기관 133년 역사에서 자동차 업체가 밸브 타이밍 제어를 통해 개선한 수치가 5%라는 점을 감안할 때, 이번에 자체개발한 CVVD의 연비 향상 효과는 매우 혁신적인 것"이라고 강조했다.

CVVD기술의 또다른 장점은 연소효율을 높여 배출가스를 12%까지 줄일 수 있다는 점이다.  현대·기아차는 "CVVD를 사용하면 최적의 밸브 구동을 통해 삼원 촉매를 조기 활성화시킬 수 있어 촉매 활성화 이전에 엔진 배출가스 자체도 저감된다"며 "배출가스를 50%까지 줄이는 기술도 개발 단계에 있다"고 밝혔다.

CVVD 기술은 차량의 성능도 높여준다고 덧붙였다. 일반적으로 하이브리드 차량 등 연비 위주 차량은 연비 지향형 사이클(아킨슨 사이클)을 주로 사용한다. 반면 터보 엔진 등 고성능 차량은 성능 지향형 사이클(밀러 사이클)을 이용한다. 이 둘의 절충안으로 오토사이클이 사용되기도 한다. 이들 사이클 모두 밸브 듀레이션은 고정이다. 

하지만 CVVD는 밸브 듀레이션을 자유롭게 가변해 세 개의 사이클을 한번에 모두 구현할 수 있다. 이를 통해 성능과 연비, 운전 모두를 만족할 수 있게 됐다는 것.  

신형 쏘나타 터보, CVVD 기술 최초 적용

현대·기아차는 CVVD 기술을 곧 출시될 신형 쏘나타 터보에 처음으로 적용할 것이라고 밝혔다. 기존 7세대 LF쏘나타 터보 모델은 가솔린 1.6 T-GDi에 7단 DCT가 매칭돼 있었다. 8세대 쏘나타에는 스마트스트림 G1.6 T-GDi에 8단 자동변속기가 탑재돼 있다. 

현대·기아차는 "CVVD 기술이 적용된 신형 G1.6 T-GDi 엔진은 기존 터보 엔진과 비교해 성능과 연비 모두 크게 개선될 것"이라고 밝혔다.

현대·기아차는 CVVD 기술이 적용된 고성능 모델을 준비하는 한편, 더 작은 배기량의 엔진에서도 CVVD  기술을 적용한다는 방침이다. 현대·기아차는 현재 CVVD 엔진을 기반으로 한 하이브리드 모델을 개발 중이며 48V 마일드 하이브리드 시스템과 매칭된 CVVD 엔진 개발도 검토 중이다. 

현대·기아차는 "수소 전기차, 전기차 등 파워트레인의 패러다임이 바뀌고 있지만 여전히 전 세계 자동차의 98%는 내연기관 차"라면서 "앞으로 수소연료전지 뿐만 아니라 내연기관에서도 혁신을 거듭해 기술 경쟁의 주도권을 쥐겠다는 목표로 연구개발에 집중하겠다"고 밝혔다. 

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