운전성능을 높이기 위해 고출력을 얻는 방법은 일반적으로 두 가지 해법이 존재합니다. 배기량을 확대하는 것이 첫 번째 방법이고 터보엔진을 통해 출력을 높이는 것이 두 번째 방법이죠. 고급스러운 주행감성이 필요한 초대형 세단시장에서는 배기량 또는 기통수 확대를 통해 고출력을 얻는 것이 선호되어왔습니다. EQ900(이큐 나인헌드레드)의 운전 성능은 어떨까요? 지난 시간에 EQ900의 Comfort, 퍼스트 클래스와 같은 만족감을 소개해드렸는데요. 이번에는 자동차의 본질인 운전성능, Performance에 대해 다뤄보겠습니다. EQ900의 압도적인 엔진 라인업과 신개념 R&H 기술을 만나 보시죠.



고성능 트윈터보 엔진으로 저속 성능과 빠른 초기 응답성을 구현하다


제네시스 EQ900


최근 중형세단 이하의 시장에서 성능과 연비효율을 높이기 위해 4기통의 저배기량 엔진에 터보차저를 적용하는 방법이 빠르게 보편화되고 있습니다. 그 결과로 과급, 복합기술의 발달과 터보엔진의 약점인 부족한 저속성능과 초기 응답성이 개선되어 초대형 세단에도 터보엔진 도입이 확대되고 있는 상황에 이르렀습니다.

EQ900는 이런 트렌드에 발맞춰 동급 최고의 성능을 보이는 람다 3.3 V6 트윈터보엔진을 탑재하게 됩니다. EQ900에 탑재된 엔진은 최고출력 370마력으로 람다 3.8 GDi엔진의 315마력보다 17%가 높습니다. 그리고 3.0 터보엔진을 적용하고 있는 경쟁차와 비교해도 비출력 수치가 112마력/리터로 손색없는 수준이죠. 그뿐만이 아닙니다. 1,300rpm의 저회전영역부터 52kgf.m의 최대토크가 4,500rpm까지 일정하게 유지되어 저속성능과 초기응답성도 획기적으로 개선되었습니다. 운전성 측면에서도 같은 속도를 낸다고 가정할 때 GDi엔진 대비 한 단계 높은 변속단에서 운전이 가능해 고급차다운 정숙한 상태에서의 주행도 가능해졌습니다. 같은 속도라도 일반엔진은 4단일 때 터보엔진은 5단으로 주행하여 상대적으로 낮은 RPM으로 주행할 수 있기 때문이죠



응답성과 연비 향상의 일등공신, 람다트윈터보엔진에 녹아있는 신기술


EQ900 람다 3.3 V6 T-GDi 엔진

[370PS 고마력, 52kg·m의 높은 플랫토크를 뿜어내는 람다 3.3 V6 T-GDi 엔진]


EQ900의 V6 엔진은 좌우 3기통씩 독립적으로 제어하는 2개의 터보차저를 적용해 터보차저 자체의 성능을 높였으며 효과적인 배기계 레이아웃을 구성했습니다. 또한, 저속에서 터보의 성능을 높이기 위해선 스캐빈징(소기효과)을 쓰는데 흡배기 타이밍을 어떻게 조절하느냐에 따라 저속에서 터보의 성능을 최적으로 제어할 수 있죠. 이를 위해 EQ900는 밸브타이밍 매칭을 최적화하였으며 응답성과 연비의 향상을 위해 공압식이 아닌 전기식으로 웨이스트게이트를 조절하는 시스템(EWGA)을 적용하였습니다. 이 밖에도 중간 위상 CVVT, 전기식 써머스탯을 적용해 연비를 높였고, 기존 GDi엔진보다 고온에 노출되는 특성이 있기 때문에 열전달에 대한 내구성 보완을 위해 나트륨이 봉입된 중공밸브를 적용했습니다.



V6 터보엔진 개발의 어려움, 15mm 여유 공간을 확보하기 위한 사투 


EQ900


V6엔진에 터보차저를 적용하는 것은 전 세계 완성차 업체들이 모두 고민할 만큼 쉽지 않은 개발과제입니다. 뱅크의 각도가 60도인 V6엔진은 새롭게 적용되는 터보부품을 온전히 엔진 외부에 장착해야 하기 때문인데요. EQ900의 엔진룸 패키지 개발에도 많은 어려움이 있었습니다. 그중 하나가 엔진룸에 엔진을 탑재하기 위한 15mm의 여유 공간을 확보하는 일이었죠. 개발 초기의 여유 공간이 11mm로 4mm의 추가 갭을 확보하지 못하면 터보엔진 탑재 자체가 불투명한 상황이었습니다. 하지만 엔진 블록, 헤드 등의 레이아웃은 고정된 상황이어서 위치 조정을 통한 여유 공간 추가 확보는 어려웠습니다. 엔진을 개발하는 연구원들은 터보차저와 관련된 전 부품을 하나하나 바꿔가며 6개월에 걸쳐 수정 작업을 진행했습니다. 이를 통해 EQ900의 V6 터보엔진이 육안으로 확연히 구분될 수 있을 만큼 컴팩트한 모습을 보여주게 된 것입니다.



고강도 엔진내구시험을 통과하다


현대자동차에서 새롭게 개발되는 엔진들은 가혹한 시험들을 모두 통과해야 합니다. 평상시 주행 중이라면 일어날 수 없는 풀스로틀(가속페달을 끝까지 밟아 스토롤밸브가 완전히 열려있는 풀가속 상황) 상태에서도 긴 시간을 주행하는 엔진 내구시험이 대표적이죠. 람다 V6 트윈터보 엔진 시험에선 엔진이 한 시간당 100L의 연료를 사용하는데요. 이를 환산하면 소모되는 기름값만 약 6,000만원. 그만큼 중요한 시험을 진행한 것이죠. EQ900에 탑재된 람다 3.3 V6 터보엔진은 엔진에 더 큰 부하를 주는 터보차저 시스템을 달고 있어서 더욱 가혹한 조건의 내구시험들을 차례로 진행했으며 모든 시험을 완벽하게 통과했습니다. 



신개념 서스펜션 GACS(Genesis Adaptive Control Suspension)로 핸들링과 승차감, 두 마리 토끼를 잡다


신개념 서스펜션 GACS

[최신 구조 내장형밸브로 양립된 두 개의 특성(승차감, 조종 안정성) 동시 개발]


기존 제네시스를 통해 고객에게 처음 선보인 2세대 대형 플랫폼은 높아진 주행 안정감과 승차감으로 호평을 받았습니다. EQ900는 2세대 대형 플랫폼의 특징인 든든하고 안정감 있는 핸들링을 유지하면서도 기존과는 차별화된 초대형 세단에 걸맞은 승차감을 구현하는 것을 초기 개발목표로 설정했습니다. 이를 위해 EQ900에는 제네시스에 탑재된 서스펜션보다 제어범위와 기능이 향상되어 전자제어서스펜션에 샤시통합제어 기능까지 함께 구현할 수 있는 GACS(Genesis Adaptive Control Suspension)를 개발하여 탑재했습니다.


제네시스 EQ900 주행이미지


기존의 전자제어서스펜션은 외장형 밸브를 통해 압축과 인장을 하나의 유로로 제어해 왔습니다. 그래서 하나의 서스펜션 안에서 승차감과 핸들링을 동시에 개선하는 방향으로 감쇠력을 조절하는 것이 어려웠는데요. GACS(Genesis Adaptive Control Suspension)는 최신 구조의 내장형 밸브를 적용해서 압축과 인장의 유로를 분리하여 독립적인 감쇠력 튜닝 및 정교한 제어가 가능해졌습니다. 내장형 밸브의 유로 원리를 쉬운 예로 설명한다면 버스에서 승객의 승하차 사례로 설명할 수 있겠습니다. 버스에 문이 하나만 있다면(기존 시스템) 내리는 사람과(인장) 올라가는 사람은(압축) 동일한 문을 이용하게 되죠(인장/압축 기능 연동). 반면 버스의 문이 두 개가 있다면(GACS) 내리는 승객과 올라가는 승객을 별개로 다룰 수 있기 때문에 훨씬 효율적으로 두 기능을 조종할 수 있습니다. 즉 인장/압축 두 개의 기능이 독립적으로 작용하여 튜닝자유도를 대폭 높일 수 있는 거죠. 그렇게 승차감과 조종안정성이라는 양립되는 두 개의 특성을 모두 만족하게 할 수 있었습니다.

또한, GACS에는 ESC 제어기를 활용, DDC(다이나믹 핸들링 댐핑 제어) 기능을 새롭게 개발하여 적용했습니다. 이 기능은 긴급 선회를 할 때 발생할 수 있는 언더스티어나 오버스티어를 전후륜 감쇠력의 최적분리제어를 통해 효과적으로 억제합니다. 즉 민첩성(언더스티어 상황)과 안정성(오버스티어 상황)을 동시에 높이는 역할을 합니다.


제네시스 EQ900



조타력학습보상로직(MDPS)으로 시간이 지나도 한결같은 조향감


제네시스 EQ900 스티어링 휠


세월이 지날수록 쇠락해지는 자연의 이치와 같이 자동차를 구성하는 부품도 시간이 지나면 헐거워지기 마련인데요. 이 중에서도 특히 운전자와 차가 서로 소통하는 매개체 역할의 스티어링휠은 고객들이 차의 느낌이 처음과 달라졌음을 체감하는 주요 부분이기도 합니다. 그래서 EQ900에는 시간이 지나도 언제나 첫 조향감을 유지할 수 있도록 MDPS에 조타력학습보상로직을 적용했습니다.

이 로직은 시스템 자체에서 초기 세팅된 수치를 기준으로 프릭션(느슨해짐, 뻑뻑함)의 변화를 측정하여 느슨해졌을 때는 든든한 느낌이 나도록 조타력을 더해주고 너무 뻑뻑할 때는 부드럽게 만들어 양방향으로 프릭션을 보상할 수 있도록 하는 로직입니다. 그리고 로직뿐만 아니라 부품을 강건하게 설계해 부품 간 산포를 줄여 시간이 지남에 따른 프릭션 변동 폭 자체를 줄이는 데에도 성공했습니다.



국내 둔덕과 험로 중 EQ900가 경험하지 않은 노면은 없다


방지턱을 넘는 제네시스 EQ900


좁고 굴곡진 도로가 많고 고속주행을 많이 하는 유럽, 큰 폭의 직선도로 중심이지만 도로 표면이 아스팔트보다 거친 미국 등 국가별로 도로의 특징이 있습니다. 우리나라 도로는 과속방지턱이나 교량, 공사구간, 도로 연결부위 등과 같이 둔탁한 지점이 많은 것이 큰 특징이죠. 대한민국에서 만들어진 초대형 세단인 EQ900는 ‘MADE IN KOREA’답게 국내 도로환경에서 경쟁사 플래그쉽 차량과 차별화된 승차감을 구현해냈습니다. 특히 과속방지턱, 요철, 깨진 도로와 같은 거친 노면에서의 승차감을 강화했기에 이 구간에서도 지난 시간 소개해드린 안락한 승차감을 방해받지 않습니다.

그중 두드러지는 성능이 GACS의 넓은 튜닝 범위를 활용해서 개발된 임팩트라운드감입니다. 이는 하부에 충격이 많이 들어오는 도로의 승차감을 높이는 데 필요한 성능입니다. 그래서 EQ900는 충격이 큰 부분을 넘어갈 때 도로의 충격이 직접 날카롭게 전해지는 것이 아닌 완충재로 돌출부위를 덮은 것처럼 부드럽게 느껴지도록 섬세하게 튜닝이 되어있습니다.


EQ900 외관


EQ900의 엔진룸 개발, 혹독한 엔진테스트와 같이 서스펜션의 세밀한 튜닝을 위한 연구원의 노력은 장인의 집념과도 같았습니다. EQ900의 고객이 많을 것으로 예상되는 국내 주요 아파트 단지를 중심으로 법 규정에 충실한 과속방지턱 수십 개를 비롯하여 규격을 벗어난 전국 백여 개의 과속방지턱 자료를 직접 수집해서 실도로와 연구소에 재현된 둔덕에서 수없이 평가하고 개선했는데요. 동급 최고의 차량과 승차감을 비교해도 우위에 있다고 확신에 찬 목소리의 연구원에게서 EQ900의 성능과 기술력에 대한 자신감을 느낄 수 있었습니다. 다음 시간에는 제네시스 브랜드의 철학과 신념이 반영된 EQ900의 디자인을 소개해 드리겠습니다. 감사합니다.


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