자동차의 품격은 어디에서 드러날까요? 지난 시간 소개해드린 디자인의 소재와 완성도에서 느낄 수 있던 EQ900(이큐 나인헌드레드)의 품격은, 도로 위에서 그 진가가 드러납니다. 이번 시간에는 초대형 럭셔리 세단이라면 마땅히 갖춰야 할 기본기인 동력성능과 R&H 성능에 대해, EQ900만의 이야기를 들려드리겠습니다. 



신엔진의 등장, 트윈터보 엔진


EQ900 트윈터보 엔진


차량의 운전성능을 높이기 위해 고출력을 얻는 방법은 일반적으로 두 가지의 해법이 있습니다. 첫째는 배기량을 확대하는 것이고, 둘째는 터보 엔진으로 출력을 높이는 것입니다. 중형 세단 이하의 시장에서는 연비 효율을 높이기 위한 방법으로 4기통의 저배기량 엔진에 터보차저를 적용하는 것이 빠르게 보편화된 반면, 고급스러운 주행감성이 필요한 초대형 세단 시장에서는 배기량 또는 기통수를 확대하면서 고출력을 얻는 것이 선호되었습니다. 하지만 최근에는 공기를 주입하는 과급 기술 등 복합기술의 발달로 터보 엔진에서 다소 부족했던 저속성능과 초기응답성이 대폭 개선되었습니다. 이에 초대형 세단에도 고급스러운 주행감성과 고출력을 모두 만족시키 위한 터보 엔진 도입이 확대되고 있습니다.

EQ900는 이런 트렌드에 발맞춰 동급 최고의 성능을 보이는 람다 3.3 V6 트윈터보 엔진을 탑재했습니다. EQ900에 탑재된 엔진은 최고출력이 370마력(ps)으로 기존 람다 3.8 GDi 엔진의 315마력보다 20% 높으며 3.0 터보 엔진을 적용하고 있는 경쟁차와 비교해도 비출력(리터당 마력으로 배기량이 다른 차량의 출력 비교 시 사용) 수치가 113ps/L로 손색이 없습니다. 또한 1,300rpm의 저회전 영역부터 52kg•f m의 최대토크가 4,500rpm까지 일정하게 유지되어 저속성능과 초기응답성도 획기적으로 개선되었습니다. 또한 운전성 측면에서도 같은 속도를 낸다고 가정할 때 일반 GDi 엔진 대비 한 단계 높은 변속단에서 운전할 수 있어 정숙성이 배가되었습니다



응답성과 연비 향상을 높이다 


EQ900 휠


EQ900의 V6 엔진은 좌우 3기통씩 독립적으로 제어하는 2개의 터보차저를 적용해 터보차저 자체의 성능을 높였으며, 효과적인 배기계 레이아웃을 구성했습니다. 또한 저속에서 터보성능을 높이기 위해 연소실로 유입되는 혼합기로 배기가스를 밀어내는 스캐빈징(소기효과)을 사용하고, 흡배기 타이밍 조절을 통해 저속에서의 터보성능을 최적으로 제어했습니다. 특히 EQ900는 이를 위해 밸브 타이밍 매칭을 최적화했으며 응답성과 연비 향상을 위해 공압식이 아닌 전기식으로 웨이스트게이트(Wastegate: 터보의 압력조절 밸브)를 조절하는 시스템(EWGA: Electric Waste Gate)을 적용했습니다. 

이 밖에도 중간위상 CVVT, 전기식 서모스탯(Thermostat: 수온조절기)을 적용해 연비성능을 향상했습니다. 그리고 기존 GDi 엔진보다 고온에 노출되는 터보 엔진의 특성을 고려해 빠른 열전달로 내구성을 보완할 수 있도록 나트륨이 봉인된 중공밸브 등을 적용했습니다.



터보 엔진의 단점을 보완하고 장점을 고수하다 


EQ900의 파워트레인 주요 특징과 엔진 출력/토크 곡선

[EQ900의 파워트레인 주요 특징과 엔진 출력/토크 곡선]


정숙성을 중요시하는 고급차에서 ‘터보’라는 단어는 왠지 어울리지 않습니다. 하지만 기존에 정숙성을 방해하던 터보 랙을 줄이고, 고급차를 위해 새롭게 태어난 EQ900의 터보 엔진은 같은 속도에서 일반 엔진 대비 더 낮은 rpm에서 주행할 수 있어 정숙성 측면에서 오히려 유리할 수 있습니다. 

보통 엔진의 배기가스를 다시 과급해 출력을 높이는 터보차저 기술은 터보 엔진이 일반 엔진에 비해 같은 배기량에서 더 좋은 출력을 낼 수 있도록 돕습니다. 하지만 터보 엔진은 터보의 사이즈를 줄여 저속출력을 좋게 만들면 최대출력이 떨어지고, 터보의 사이즈를 키워 고속출력을 높이면 저속출력이 떨어지는 어려움이 있었습니다. 더불어 터보 랙 발생 가능성 때문에 저속성능과 초기응답성 부분에서 상대적으로 부족함을 느낄 수도 있었습니다. 하지만 EQ900는 터보 엔진이 가진 약점을 보완하고 자체 성능을 향상하기 위해 밸브 타이밍 매칭 최적화 및 다양한 기술을 적용해 출력성능은 향상시키고 연비성능까지 만족시켜줍니다.



15mm 여유 공간을 확보하기 위한 사투 


EQ900 엔진


V6 엔진에 터보차저를 적용하는 것은 전 세계 완성차 업체들이 모두 고민할 만큼 쉽지 않은 개발 과제입니다. 뱅크의 각도(실린더 열 사이의 각도)가 60도인 V6 엔진은 새롭게 적용되는 터보 부품을 온전히 엔진 외부에 장착해야 해서 엔진룸 패키지 측면에서 많은 어려움이 있었습니다. 그중 하나가 엔진룸에 엔진을 탑재하기 위한 15mm의 여유 공간을 확보하는 일이었습니다. 

복잡한 부품으로 가득 차 1mm 차이에도 큰 영향을 받는 엔진룸의 특성상 여유공간을 충분히 확보하지 못하면 터보 엔진 탑재 자체가 불투명한 상황이었습니다. 하지만 엔진 개발 연구원들은 터보차저와 관련된 전 부품을 하나하나 변경해보며 6개월에 걸쳐 수정 작업을 진행했습니다. 이를 통해 EQ900의 V6 터보 엔진이 육안으로 확연히 구분될 수 있을 만큼 콤팩트한 모습으로 거듭났습니다. 


[EQ900의 든든한 서스펜션 기술 GACS

[EQ900의 든든한 서스펜션 기술 GACS (Genesis Adaptive Control Suspension)]


제네시스 브랜드는 강력한 동력성능을 선보이는 새로운 파워트레인과 함께 고급차 주행성능의 기본이 되는 완벽한 제어 서스펜션 기술을 위해 EQ900에서 처음으로 GACS를 선보였습니다. ‘GACS’는 EQ900의 승차감, 조종안정성, 충돌위험 회피성능을 동시에 개선한 혁신적인 기술입니다. 서로 충돌하는 개념을 조화롭게 융합시킨 이 기술은 새로운 럭셔리 세단 역사의 전환점이라 할 수 있겠습니다.



핸들링 안정감과 승차감을 동시에 만족시키다 


EQ900는 2세대 대형 플랫폼의 특징인 든든한 안정감과 핸들링은 유지하면서도, 차별화된 승차감을 개발 목표로 삼았습니다. 이를 위해 기존 차량에 탑재된 서스펜션보다 제어 범위와 기능이 훨씬 향상되어, 전자제어 서스펜션에 샤시통합제어 기능까지 함께 구현할 수 있는 GACS(Genesis Adaptive Control Suspension: 제네시스 어댑티브 콘트롤 서스펜션)를 개발해 적용했습니다. 

기존의 전자제어 서스펜션은 외장형 밸브를 통해 압축과 인장을 하나의 유로(오일 통로)로 제어하기 때문에 하나의 서스펜션 안에서 승차감과 핸들링을 동시에 개선하기 어려웠습니다. 반면 GACS는 최신 구조의 내장형 밸브를 적용해 압축과 인장의 유로를 분리하면서 독립적인 감쇠력(단단함과 푹신함) 튜닝 및 정교한 세팅이 가능해졌습니다. 

내장형 밸브의 유로 원리는 버스에서 승객의 승•하차 사례로 비유할 수 있습니다. 버스에 문이 하나만 있다면(기존 시스템) 내리는 사람(인장)과 올라가는 사람(압축)은 같은 문을 이용하게 됩니다(인장/압축 기능 연동). 반면, 버스에 문이 두 개가 있다면(GACS) 내리는 승객과 올라가는 승객을 별개로 조절할 수 있으므로 훨씬 효율적으로 두 기능을 조종할 수 있습니다. 즉 인장/압축 두 개의 기능이 독립적으로 작용해 튜닝 자유도를 대폭 높일 수 있는 것입니다. 이러한 내장형 밸브는 승차감과 조종안정성이라는 양립되는 두 개의 특성을 모두 만족하게 하는 해결책으로 활용됐습니다. 또한 GACS에는 ESC(Electronic Stability Control: 전자 자세제어 장치) 제어기를 활용, DDC(Dynamic Damping Control: 다이내믹 핸들링 댐핑 제어) 기능을 새롭게 개발 적용했습니다. 이 기능은 긴급 선회할 때 발생할 수 있는 요(Yaw) 제어 미흡 현상(언더스티어/오버스티어)을 전•후륜 감쇠력의 최적분리 제어를 통해 효과적으로 억제하고 민첩성(언더스티어 상황)과 안정성(오버스티어 상황)을 동시에 높이는 역할을 합니다.


전자제어 서스펜션 시스템에 샤시통합 제어 기능을 융합한 GACS

[전자제어 서스펜션 시스템에 샤시통합 제어 기능을 융합한 GACS]



처음 느낌 그대로, 최상의 조향감을 유지하다 


나이를 먹으면 몸이 약해지는 것이 자연의 이치인 것처럼 자동차를 구성하는 부품도 시간이 지나면 부품 마모 등에 의해 자연스레 헐거워집니다. 그중에서도 특히 운전자와 차가 서로 소통하는 매개체 역할을 하는 스티어링 휠은 고객들이 가장 직접적으로 주행성능을 느낄 수 있는 주요 부분입니다. 때문에 EQ900에는 시간이 지나도 언제나 차를 구매한 처음의 조향감을 유지할 수 있도록 MDPS(전동식 스티어링: Motor Driven Power Steering)에 조타력 학습 보상 로직을 적용했습니다.

이 로직은 시스템 자체에서 초기 세팅된 수치를 기억한 후 프릭션(느슨해짐, 뻑뻑함)의 변화를 측정해 느슨해졌을 때는 든든한 느낌이 나도록 조타력을 더해주고 너무 뻑뻑할 때는 부드럽게 만들어 양방향으로 조타력을 보상할 수 있도록 합니다. 그리고 부품 강건설계를 통해 부품 간 산포를 줄여 시간이 지남에 따른 프릭션 변동 폭 자체를 줄이기 위해 노력했습니다.



EQ900, 승차감을 위한 끊임없는 여정


EQ900 과속방지턱


좁고 굴곡진 도로가 많고 고속주행을 많이 하는 유럽, 큰 폭의 직선도로 중심이지만 도로표면이 아스팔트보다 거친 미국 등 국가별로 도로의 특징이 있습니다. 우리나라는 과속방지턱이나 도로 연결 부위 등의 상하 충격이 큰 험로가 많은 것이 그 특징입니다. ‘MADE IN KOREA’, 대한민국에서 만들어진 초대형 세단 EQ900는 국내 도로환경에서 경쟁사 플래그십 차량과 차별화된 승차감을 구현하고자 특히 국내 도로에 많은 과속방지턱, 요철, 깨진 도로와 같은 험로에서의 승차감을 강화해 개발했습니다. 

특히 EQ900 승차감의 장점은 GACS의 넓은 튜닝 범위를 활용해 개발된 임팩트 라운드감에서 찾아볼 수 있는데요. 임팩트 라운드감이란 하부충격을 주는 도로에서 차량이 얼마나 부드럽게 충격을 타고 넘어갈 수 있느냐의 지표로, EQ900는 충격이 큰 부분을 넘어갈 때 직접 도로의 충격이 전해지지 않고 완충재로 돌출 부위를 덮은 것처럼 부드럽게 느껴지도록 튜닝했습니다. 그래서 둔턱을 넘어도 EQ900에서는 불쾌한 느낌 없이 주행이 가능합니다.

세밀한 튜닝을 위해 개발자들은 EQ900의 고객이 많을 것으로 예상되는 국내 주요 아파트 단지 과속방지턱 중 넘어보지 않은 곳이 없을 정도로 직접 모든 노면을 경험하고 꼼꼼히 대비했습니다. 표준 규격의 과속방지턱은 물론 주변 환경에 따라 제각기 규격으로 제작된 100여 개의 실도로, 그리고 연구소에 재현된 실도로 모사 둔턱에서 수없이 승차감을 평가하고 개선했습니다. 동급 최고의 차량과 비교해도 승차감은 우위에 있다고 확신에 찬 목소리로 이야기하는 연구원에게서 기술에 대한 자신감을 느낄 수 있습니다.


EQ900 버드뷰


개발자들은 오랜시간 GACS를 비롯한 승차감, 조종안전성 개발을 통해EQ900가 진정한 명품으로 거듭날 수 있도록 부품 하나하나 정성껏 개발했습니다. 우리의 목표는 이미 시장에 나와 있는 차량을 넘어서 이제껏 경험해보지 못한 감동을 주는 것이었습니다. 운전자가 원하는 만큼 차가 반응하고, 원할 때 잘 멈추는, 편안하고 역동적인 주행성능이야말로 진정한 고급차의 기본기 중의 기본기입니다. EQ900는 현대자동차 최초 고배기량 V6 트윈터보 엔진과 GACS를 새롭게 선보이며 고급차의 혁신의 새로운 역사를 열어가고 있습니다. 다음 시간에는 안전성과 편의성을 높인 제네시스 브랜드 EQ900의 스마트 기술과 함께 돌아오겠습니다.

감사합니다!



* 현대자동차그룹 연구개발본부의 ‘R&D STORY’ – 아반떼 편에서 원문을 확인할 수 있습니다.




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