아우디의 파워트레인 진화, ‘More Power, Less Fuel’
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글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)|
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승인 2010-05-26 05:53:03 |
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아우디의 파워트레인 진화, ‘More Power, Less Fuel’
아우디도 BMW나 메르세데스 벤츠와 마찬가지로 파워트레인의 진화와 차체의 풀 모델체인지 주기가 꼭 일치하지는 않는다. 또 그들이 개발해 온 엔진 등이 완성되면 다양한 방법을 통해 평가를 받고 실차에 적용해 소비자들을 기다리게 하지 않는다. 당연히 한정된 엔진으로 주기에 맞춰 탑재할 수밖에 없는 양산 브랜드들에 비해 더 많은 비용이 소요된다.
글/채영석(글로벌오토뉴스 국장)
이번에 소개된 엔진 중 3.0TFSI 엔진은 S4를 통해 국내 소비자들에게 이미 소개된 바 있다. FSI 기본 모델은 최고출력 200 kW(272 hp), 최대토크 400 Nm(295.02 lb-ft), 상위 버전은 245 kW(333 hp)2,900 ~ 5,300 rpm 최대토크 440 Nm(324.53 lb-ft) 을 발휘한다. 0-100km/h 가속성능이 전자는 7.9초, 후자는 6.9초.
이 엔진의 특징은 수퍼차저의 채용이다. 아우디는 오래 전부터 수퍼차저 엔진을 적용해 왔다. 1930년대 아우토 유니언(Auto Union)의 그랑프리 머신에는 12기통 및 16기통 엔진에 무려 440 kW(약 600 hp)의 파워를 발휘하는 수퍼차저가 장착되었었다. 기술력의 축적으로 오늘날 3리터 가솔린 엔진에는 완벽한 강제 유도를 실현하는 기술로서 기계식 수퍼차저가 채용되어 있다.
수퍼차저는 크기가 매우 작아서 흡기 매니폴드 대신 실린더 블록의 90도 V 내에 쉽게 들어간다. 이 수퍼차저는 폴리-V 벨트를 통해 엔진에 의해 구동되며 공회전 상태부터 완벽한 파워 증강 효과를 발휘한다. 수퍼차저 하단을 따라 흐르는 가스의 경로가 매우 짧기 때문에 토크가 아주 빠르게 상승한다.
아우디 V6에서 수퍼차저는 스로틀 밸브의 하단 측에 위치해 있다. 수퍼차징 레벨 이하의 엔진 부하 및 타성 주행 시 흡입 공기의 밀도가 낮기 때문에 로터의 작동이 자유롭고 이를 구동하는 데 필요한 동력이 매우 낮다. Roots 송풍기 안쪽에 있는 두 개의 4-회전식 회전 피스톤은 최대 23,000 rpm의 속도로 반대 반향으로 회전하며 이들 사이의 공기 간격은 1mm의 수천 분의 일에 불과하다. 이 로터는 시간당 1,000 kg(2204.62 lb)의 공기를 공급하고 이를 최대 0.8 bar의 승강 압력으로 압축한다.
알루미늄으로 제조되어 별도 냉각수 회로에 연결되는 두 개의 냉각수-공기 인터쿨러는 하우징에 내장되어 있다. 여기서 압축되어 가열된 흡기 공기가 다시 냉각되어 연소에 적합한 높은 공기 질량이 얻어진다. 수퍼차저의 소음을 최소화하기 위해서 다양한 방법이 이용된다.
3.0 TFSI는 아우디 V-엔진 제품군에 속한 모델로 특징 중 하나는 전체적으로 경량화를 염두에 두고 설계되었다는 점이다. 3리터 엔진의 크랭크케이스는 주조 알루미늄/실리콘으로 제조되어 무게가 33 kg(72.75 lb)에 불과합니다. 수퍼차저를 포함한 전체 엔진 무게는 189 kg(416.67 lb). 구경은 84.5 mm(3.33 in)이고 스트로크는 89.0mm(3.50 in), 배기량은 2,995 cc이다.
한편 3.0 TFSI는 전체적으로 더욱 정교해졌다. 크랭크케이스가 전체적으로 높아진 압력에 맞게 개조되었으며 모든 부품이 마찰력을 줄이도록 최적화되었다. 두 개의 흡기 캠축을 42도 크랭크축 각도로 조절할 수 있다. 흡기 포트에서 뒤집기 플랩이 들어오는 공기의 이동을 유도하여 혼합물을 최적 상태로 만든다.
커먼 레일 장치가 6-포트 노즐을 통해 최대 150 bar의 압력으로 연소실에 연료를 직접 분사한다. 직접 분사를 통해 엔진에서 10.5:1의 높은 압축률이 얻어져 연비가 크게 개선되는 것이다.
클린 디젤 엔진인 TDI는 4.2리터와 3.0리터 두 가지. 이 중 3.0TDI는 2009년 하반기에 2010년형 페이스리프트 모델에 탑재되어 국내에 소개되었던 것으로 이번에 다시 개량한 것이다. 1세대 엔진에 비해 엔진 블록에서 6.5kg, 크랭크샤프트에서 2kg, 베어링 프레임에서 1.5kg등 모든 부분에서 무게를 줄인 것이 특징이다. 또한 체인의 구조 개선으로 4kg, 실린더 헤드 부분에서도 1.5kg을 저감했다. 그 결과 엔진 중량이 218kg에서 193kg으로 무려 25kg이나 다이어트를 했다.
여기에 2000바에 달하는 커먼레일 압력과 피에조 인젝터의 사용으로 연비가 9.1리터/100km에서 7.4리터로, 이산화탄소 배출량은 239g/km에서 195g/km로 각각 20%나 향상되었다.
상급 버전인 4.2TDI도 8단 AT의 채용으로 효율성을 극대화하고 있다. 최고출력은 250kW로 변함이 없지만 최대토크는 760Nm에서 800Nm으로 증강되었다. 배기가스 배출량도 EU4에서 EU5를 클리어하는 수준으로 개량되었다. 이산화탄소 배출량이 262g/km에서 242g/km로 줄었다.
세 가지 엔진 모두 ‘More Power, Less Fuel’이라고 하는 시대적 과제를 실현하고 있다는 것을 알 수 있다.
여기에 8단 AT가 조합된 것도 중요한 내용이다. 듀얼 클러치 트랜스미션인 S트로닉을 비롯해 다양한 변속기를 보유한 아우디는 Q7에는 모두 8단 AT를 적용했다. 기어비 폭을 7.25까지 넓히고 중량을 11kg 저감했다. 스타트 스톱 기능을 채용한 것도 포인트. 웜업 속도가 빨라진 것도 효율성 제고에 한 몫을 담당하고 있다. 아이신제 8단 AT의 채용으로 인해 연비성능이 4% 높아졌다.
콰트로 시스템도 개량했다. 중량을 최적화한 셀프 록킹 디퍼렌셜과 펌프 없이 자체 윤활이 가능한 VTG, 앞뒤 액슬의 중량저감을 통한 효율성 제고 등을 통해 전체적으로 30kg의 무게를 줄여 연비 성능을 6% 높였다.
(아우디 Q7 콰트로 8단 AT 독일 시승기 중에서)
아우디도 BMW나 메르세데스 벤츠와 마찬가지로 파워트레인의 진화와 차체의 풀 모델체인지 주기가 꼭 일치하지는 않는다. 또 그들이 개발해 온 엔진 등이 완성되면 다양한 방법을 통해 평가를 받고 실차에 적용해 소비자들을 기다리게 하지 않는다. 당연히 한정된 엔진으로 주기에 맞춰 탑재할 수밖에 없는 양산 브랜드들에 비해 더 많은 비용이 소요된다.
글/채영석(글로벌오토뉴스 국장)
이번에 소개된 엔진 중 3.0TFSI 엔진은 S4를 통해 국내 소비자들에게 이미 소개된 바 있다. FSI 기본 모델은 최고출력 200 kW(272 hp), 최대토크 400 Nm(295.02 lb-ft), 상위 버전은 245 kW(333 hp)2,900 ~ 5,300 rpm 최대토크 440 Nm(324.53 lb-ft) 을 발휘한다. 0-100km/h 가속성능이 전자는 7.9초, 후자는 6.9초.
이 엔진의 특징은 수퍼차저의 채용이다. 아우디는 오래 전부터 수퍼차저 엔진을 적용해 왔다. 1930년대 아우토 유니언(Auto Union)의 그랑프리 머신에는 12기통 및 16기통 엔진에 무려 440 kW(약 600 hp)의 파워를 발휘하는 수퍼차저가 장착되었었다. 기술력의 축적으로 오늘날 3리터 가솔린 엔진에는 완벽한 강제 유도를 실현하는 기술로서 기계식 수퍼차저가 채용되어 있다.
수퍼차저는 크기가 매우 작아서 흡기 매니폴드 대신 실린더 블록의 90도 V 내에 쉽게 들어간다. 이 수퍼차저는 폴리-V 벨트를 통해 엔진에 의해 구동되며 공회전 상태부터 완벽한 파워 증강 효과를 발휘한다. 수퍼차저 하단을 따라 흐르는 가스의 경로가 매우 짧기 때문에 토크가 아주 빠르게 상승한다.
아우디 V6에서 수퍼차저는 스로틀 밸브의 하단 측에 위치해 있다. 수퍼차징 레벨 이하의 엔진 부하 및 타성 주행 시 흡입 공기의 밀도가 낮기 때문에 로터의 작동이 자유롭고 이를 구동하는 데 필요한 동력이 매우 낮다. Roots 송풍기 안쪽에 있는 두 개의 4-회전식 회전 피스톤은 최대 23,000 rpm의 속도로 반대 반향으로 회전하며 이들 사이의 공기 간격은 1mm의 수천 분의 일에 불과하다. 이 로터는 시간당 1,000 kg(2204.62 lb)의 공기를 공급하고 이를 최대 0.8 bar의 승강 압력으로 압축한다.
알루미늄으로 제조되어 별도 냉각수 회로에 연결되는 두 개의 냉각수-공기 인터쿨러는 하우징에 내장되어 있다. 여기서 압축되어 가열된 흡기 공기가 다시 냉각되어 연소에 적합한 높은 공기 질량이 얻어진다. 수퍼차저의 소음을 최소화하기 위해서 다양한 방법이 이용된다.
3.0 TFSI는 아우디 V-엔진 제품군에 속한 모델로 특징 중 하나는 전체적으로 경량화를 염두에 두고 설계되었다는 점이다. 3리터 엔진의 크랭크케이스는 주조 알루미늄/실리콘으로 제조되어 무게가 33 kg(72.75 lb)에 불과합니다. 수퍼차저를 포함한 전체 엔진 무게는 189 kg(416.67 lb). 구경은 84.5 mm(3.33 in)이고 스트로크는 89.0mm(3.50 in), 배기량은 2,995 cc이다.
한편 3.0 TFSI는 전체적으로 더욱 정교해졌다. 크랭크케이스가 전체적으로 높아진 압력에 맞게 개조되었으며 모든 부품이 마찰력을 줄이도록 최적화되었다. 두 개의 흡기 캠축을 42도 크랭크축 각도로 조절할 수 있다. 흡기 포트에서 뒤집기 플랩이 들어오는 공기의 이동을 유도하여 혼합물을 최적 상태로 만든다.
커먼 레일 장치가 6-포트 노즐을 통해 최대 150 bar의 압력으로 연소실에 연료를 직접 분사한다. 직접 분사를 통해 엔진에서 10.5:1의 높은 압축률이 얻어져 연비가 크게 개선되는 것이다.
클린 디젤 엔진인 TDI는 4.2리터와 3.0리터 두 가지. 이 중 3.0TDI는 2009년 하반기에 2010년형 페이스리프트 모델에 탑재되어 국내에 소개되었던 것으로 이번에 다시 개량한 것이다. 1세대 엔진에 비해 엔진 블록에서 6.5kg, 크랭크샤프트에서 2kg, 베어링 프레임에서 1.5kg등 모든 부분에서 무게를 줄인 것이 특징이다. 또한 체인의 구조 개선으로 4kg, 실린더 헤드 부분에서도 1.5kg을 저감했다. 그 결과 엔진 중량이 218kg에서 193kg으로 무려 25kg이나 다이어트를 했다.
여기에 2000바에 달하는 커먼레일 압력과 피에조 인젝터의 사용으로 연비가 9.1리터/100km에서 7.4리터로, 이산화탄소 배출량은 239g/km에서 195g/km로 각각 20%나 향상되었다.
상급 버전인 4.2TDI도 8단 AT의 채용으로 효율성을 극대화하고 있다. 최고출력은 250kW로 변함이 없지만 최대토크는 760Nm에서 800Nm으로 증강되었다. 배기가스 배출량도 EU4에서 EU5를 클리어하는 수준으로 개량되었다. 이산화탄소 배출량이 262g/km에서 242g/km로 줄었다.
세 가지 엔진 모두 ‘More Power, Less Fuel’이라고 하는 시대적 과제를 실현하고 있다는 것을 알 수 있다.
여기에 8단 AT가 조합된 것도 중요한 내용이다. 듀얼 클러치 트랜스미션인 S트로닉을 비롯해 다양한 변속기를 보유한 아우디는 Q7에는 모두 8단 AT를 적용했다. 기어비 폭을 7.25까지 넓히고 중량을 11kg 저감했다. 스타트 스톱 기능을 채용한 것도 포인트. 웜업 속도가 빨라진 것도 효율성 제고에 한 몫을 담당하고 있다. 아이신제 8단 AT의 채용으로 인해 연비성능이 4% 높아졌다.
콰트로 시스템도 개량했다. 중량을 최적화한 셀프 록킹 디퍼렌셜과 펌프 없이 자체 윤활이 가능한 VTG, 앞뒤 액슬의 중량저감을 통한 효율성 제고 등을 통해 전체적으로 30kg의 무게를 줄여 연비 성능을 6% 높였다.
(아우디 Q7 콰트로 8단 AT 독일 시승기 중에서)
