아우디 A4 울트라, '내연기관의 기술을 통한 진보는 이런 것'
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글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)|
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승인 2014-10-17 02:20:22 |
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효율성을 높이면서 성능도 증대시키는 것이 오늘날 모든 내연기관 개발자들의 숙제다. 아무리 환경성능을 중시하는 시대라 해도 성능이 떨어지면 소비자들은 고개를 돌린다. 아우디가 그런 시대적인 과제를 위해 제시하고 있는 것이 울트라 모델 라인업이다. 2013년 가을 출시한 A3 모델부터 A4, A5, A6, A7 등에 차례로 적용되고 있는 울트라 모델은 사이드 스텝의 채용과 차체를 낮추는 등에 의해 베이스 모델보다 공기저항을 더 줄이고 있다.
글 / 채영석 (글로벌오토뉴스국장)
아우디의 효율성 제고를 위한 기술은 내연기관 내에서의 연소부터 시작해 하이브리드, 트랜스미션, 그리고 다양한 주변 저감 기술들을 망라하고 있다. 2004년 가장 먼저 직분 터보 엔진을 탑재한 A3 스포츠백부터 시작한 TFSI가 정점에 있다. 그리고 고압 직분 시스템을 이용해 치밀한 연료분사를 함으로써 연소 상황을 교묘하게 제어해 고성능과 클린 배기가스를 실현한 TDI가 아우디 파워트레인의 핵심이다.
트랜스미션은 6단과 7단 DCT는 물론이고 8단 AT, CVT도 구비하고 있다. 특히 듀얼 클러치 트랜스미션 S트로닉은 AT만큼 다루기 쉽고 MT 수준의 효율성을 자랑한다. 이는 스타트/스톱(아이들링 스톱)과 조화를 이루어 연비성능을 더욱 향상시켜 준다. 포르쉐가 911을 통해 처음 선 보였던 정속 주행 중 엔진회전을 떨어트리는 코스팅 기능도 이제 그 채용 폭을 넓혀가고 있다. 브레이크 에너지 회생시스템을 통해 축적된 에너지를 가속시에 이용한다는 아이디어도 이제는 많이 발전되어 있다.
여기에 TDI의 전동화 기술인 전기 바이터보(electric biturbo)라는 새로운 하이브리드 구성요소도 곧 시장 출시를 앞두고 있다. 플러그인 하이브리드 기술이 접목된 TDI를 비롯하여 모든 고객과 요구사항을 위한 맞춤형 솔루션이 제공될 예정이다. 연료 사용 시 이산화탄소 중립 운행이 가능하도록 지속 가능한 방식으로 생산된 아우디 e-디젤 생산에도 주력하고 있다.
울트라 모델의 베이스 아우디 2.0 TDI는 A1부터 A6까지 커버
2.0 TDI는 아우디 모델 라인업의 만능 엔진이다. 이 2리터 4기통 엔진은 아우디 A1부터 아우디 A6까지 다양한 모델에 탑재된다. 2.0 TDI는 배기량이 1,968cc(보어×스트로크 : 81.0×95.5mm)이며, 낮은 효율 손실을 위해 체계적으로 설계됐다. 캠 샤프트와 주변 장치를 구동하는 톱니 벨트는 작동이 부드럽고 조용하다. 2개의 밸런스 샤프트는 설치 위치가 오일 팬에서 크랭크케이스로 상향 재배치됐고, 오일 미스트 윤활식 롤러 베어링에 장착된다. 캠 샤프트의 구동 휠에도 니들 베어링이 사용된다.
캠 샤프트는 별도의 베어링 프레임 속에 눌러 끼워진다. 새로운 밸브 구동모듈은 강성이 높고 무게가 가볍다. 실린더 헤드의 밸브 스타가 90도 회전되어 있다. 두 캠 샤프트 모두 실린더 당 1개씩의 흡기밸브와 배기밸브를 구동한다. 흡기 캠 샤프트는 최대 50도까지 유압으로 조절 가능하다. 이 같은 가변 밸브 타이밍은 연소실 충진 효율, 소용돌이 생성, 효과적인 압축, 팽창 기간을 향상시킨다.
피스톤 링에 가해지는 응력이 줄어들었기 때문에 엔진 회전이 부드럽다. 엔진을 제조할 때 실린더 라이너를 미세 가공하면서 호닝(honing) 공정을 실시하기 때문에 높은 정밀도가 보장된다. 2단 오일 펌프로 구동 에너지를 절약한다.
열관리 시스템은 유연하게 작동한다. 엔진 난기 운전시 오일 온도를 신속하게 높이기 위해 전환식 펌프를 이용해 실린더 블록의 냉각수 루프를 정지시키는 것이 가능하다. 실린더 헤드의 마이크로 루프는 전기 펌프에 의해 순환되며, 실내 난방 시스템과 저압 배기가스 재순환 시스템 모두에 냉각수를 공급한다.
터보차저의 가변 터빈 지오메트리(VTG)는 공압식으로 작동한다. 수랭식 인터쿨러는 흡기관에 통합된다. 이러한 타입의 구조는 짧은 기체 이동 경로, 높은 제어 품질, 뛰어난 효율성을 제공한다.
오늘날은 차체 설계의 진화와 파워트레인의 진보가 따로 노는 시대에 살고 있지만 이런 발전은 솔직히 말해 따라가기 힘들 정도이다. 지난 7월 코펜하겐에서 개최된 아우디 TDI 25주년 워크샵에서도 느낀 것이지만 그들의 '기술을 통한 진보'는 끝이 없다. 다만 내연기관에 대한 투자는 여전히 계속되고 있고 그만큼의 성과를 내고 있다는 점을 알 수 있었다. A4 울트라도 한 방울의 기름이라도 아끼자는 슬로건을 내 걸고 있으면서도 'Everyday Sports'라는 아우디의 성격을 살려 내고 있다.
글 / 채영석 (글로벌오토뉴스국장)
아우디의 효율성 제고를 위한 기술은 내연기관 내에서의 연소부터 시작해 하이브리드, 트랜스미션, 그리고 다양한 주변 저감 기술들을 망라하고 있다. 2004년 가장 먼저 직분 터보 엔진을 탑재한 A3 스포츠백부터 시작한 TFSI가 정점에 있다. 그리고 고압 직분 시스템을 이용해 치밀한 연료분사를 함으로써 연소 상황을 교묘하게 제어해 고성능과 클린 배기가스를 실현한 TDI가 아우디 파워트레인의 핵심이다.
트랜스미션은 6단과 7단 DCT는 물론이고 8단 AT, CVT도 구비하고 있다. 특히 듀얼 클러치 트랜스미션 S트로닉은 AT만큼 다루기 쉽고 MT 수준의 효율성을 자랑한다. 이는 스타트/스톱(아이들링 스톱)과 조화를 이루어 연비성능을 더욱 향상시켜 준다. 포르쉐가 911을 통해 처음 선 보였던 정속 주행 중 엔진회전을 떨어트리는 코스팅 기능도 이제 그 채용 폭을 넓혀가고 있다. 브레이크 에너지 회생시스템을 통해 축적된 에너지를 가속시에 이용한다는 아이디어도 이제는 많이 발전되어 있다.
여기에 TDI의 전동화 기술인 전기 바이터보(electric biturbo)라는 새로운 하이브리드 구성요소도 곧 시장 출시를 앞두고 있다. 플러그인 하이브리드 기술이 접목된 TDI를 비롯하여 모든 고객과 요구사항을 위한 맞춤형 솔루션이 제공될 예정이다. 연료 사용 시 이산화탄소 중립 운행이 가능하도록 지속 가능한 방식으로 생산된 아우디 e-디젤 생산에도 주력하고 있다.
울트라 모델의 베이스 아우디 2.0 TDI는 A1부터 A6까지 커버
2.0 TDI는 아우디 모델 라인업의 만능 엔진이다. 이 2리터 4기통 엔진은 아우디 A1부터 아우디 A6까지 다양한 모델에 탑재된다. 2.0 TDI는 배기량이 1,968cc(보어×스트로크 : 81.0×95.5mm)이며, 낮은 효율 손실을 위해 체계적으로 설계됐다. 캠 샤프트와 주변 장치를 구동하는 톱니 벨트는 작동이 부드럽고 조용하다. 2개의 밸런스 샤프트는 설치 위치가 오일 팬에서 크랭크케이스로 상향 재배치됐고, 오일 미스트 윤활식 롤러 베어링에 장착된다. 캠 샤프트의 구동 휠에도 니들 베어링이 사용된다.
캠 샤프트는 별도의 베어링 프레임 속에 눌러 끼워진다. 새로운 밸브 구동모듈은 강성이 높고 무게가 가볍다. 실린더 헤드의 밸브 스타가 90도 회전되어 있다. 두 캠 샤프트 모두 실린더 당 1개씩의 흡기밸브와 배기밸브를 구동한다. 흡기 캠 샤프트는 최대 50도까지 유압으로 조절 가능하다. 이 같은 가변 밸브 타이밍은 연소실 충진 효율, 소용돌이 생성, 효과적인 압축, 팽창 기간을 향상시킨다.
피스톤 링에 가해지는 응력이 줄어들었기 때문에 엔진 회전이 부드럽다. 엔진을 제조할 때 실린더 라이너를 미세 가공하면서 호닝(honing) 공정을 실시하기 때문에 높은 정밀도가 보장된다. 2단 오일 펌프로 구동 에너지를 절약한다.
열관리 시스템은 유연하게 작동한다. 엔진 난기 운전시 오일 온도를 신속하게 높이기 위해 전환식 펌프를 이용해 실린더 블록의 냉각수 루프를 정지시키는 것이 가능하다. 실린더 헤드의 마이크로 루프는 전기 펌프에 의해 순환되며, 실내 난방 시스템과 저압 배기가스 재순환 시스템 모두에 냉각수를 공급한다.
터보차저의 가변 터빈 지오메트리(VTG)는 공압식으로 작동한다. 수랭식 인터쿨러는 흡기관에 통합된다. 이러한 타입의 구조는 짧은 기체 이동 경로, 높은 제어 품질, 뛰어난 효율성을 제공한다.
오늘날은 차체 설계의 진화와 파워트레인의 진보가 따로 노는 시대에 살고 있지만 이런 발전은 솔직히 말해 따라가기 힘들 정도이다. 지난 7월 코펜하겐에서 개최된 아우디 TDI 25주년 워크샵에서도 느낀 것이지만 그들의 '기술을 통한 진보'는 끝이 없다. 다만 내연기관에 대한 투자는 여전히 계속되고 있고 그만큼의 성과를 내고 있다는 점을 알 수 있었다. A4 울트라도 한 방울의 기름이라도 아끼자는 슬로건을 내 걸고 있으면서도 'Everyday Sports'라는 아우디의 성격을 살려 내고 있다.
