인터뷰- 델파이 파워트레인 그린 테크놀러지

미국 최대의 부품 회사 델파이는 올해를 기점으로 새로운 도약을 준비하고 있다. 4년 만에 파산 보호에 탈출하는 한편 잉여 사업부를 정리하면서 구조조정도 완료된 상태이다. 이전에 비한다면 볼륨 자체는 크게 줄어들었지만 핵심 기술은 그대로 보유하고 있다. 델파이의 R&D 능력과 제품은 여전히 강력한 경쟁력을 보유하고 있다. 최근 델파이가 발표한 신기술에 대해 델파이코리아의 책임 엔지니어인 한광진 이사, 신인수 상무, 송창환 이사와의 대화를 통해 알아 본다.

정리/채영석(글로벌오토뉴스 국장)

친환경 트렌드가 강조되면서 어느 때 보다도 부품 회사의 역할이 중요해지고 있다. 양산차 메이커와 부품 회사의 긴밀한 협력하에 신기술과 내연기관의 효율이 계속 개선되고 있는 것이다. 델파이는 역시 파워트레인을 비롯한 전자 및 안전시스템, 전기 전자 시스템 등의 사업에 중점을 두고 있다.
델파이는 인버터와 DC/DC 컨버터, 제어장치와 에너지저장시스템 및 스톱-스타트 시스템 등의 친환경 기술을 내놓고 있다. 또 전기차의 핵심으로 불리는 리튬-이온 배터리 저장 장치도 양산을 앞두고 있다. 그리고 무엇보다도 내연기관의 효율 향상에 핵심으로 일컬어지는 분사 시스템에서도 가장 높은 경쟁력을 보유하고 있다. 멀텍 20 직분사 시스템은 2012년 양산 예정으로 기존의 시스템 대비 연료 소모와 배기가스 대폭 줄어든다.

Q - 수요가 증가하고 있는 터보차져와 수퍼차져에 관한 델파이의 전망은?

A - 자동차 완성차 업체들이 가솔린과 디젤에서 더 나은 연비 기술을 추구하고 있는 현실에서 터보와 수퍼차저가 주요 트렌드로 부상하고 있다. 가솔린 직접분사 시스템으로 소형화되는 한편 고출력화 된 엔진이 가솔린 연료 연비를 향상시키는 초석이 될 것으로 보고 있다.
이러한 엔진은 2단계 가변 밸브 리프트와 CVVL(가변 밸브 리프트 동일하게 사용)의 기술을 통해 효율이 더욱 높아질 것이다. 캠페이징과 흡사한 가변 밸브 타이밍과 상기 언급된 가변 밸브 리프트 기술 등의 델파이 파워트레인 제품 군은 엔진 크기를 줄여 연비를 개선할 뿐만 아니라 이산화탄소를 저감하여 자동차 시장의 현재 요구에 부응하고 있다. 이러한 엔진들은 기존의 포트 연료 분사 시스템(PFI)과 비교 시 균질혼합(homogeneous) 연소시스템으로(Lambda = 1) 최대 20%까지 연비가 향상되는 이론을 입증한다.

Q - 이러한 트렌드에 맞는 델파이 제품군에는 어떠한 것들이 있는가?

A - 델파이가 공급하고 있는 엔진컨트롤모듈(ECMs)과 파워트레인 컨트롤모튤(PCMs) 등의 기술은 터보를 이용한 다운사이징 트렌드에 대응하고 있다. 차량의 엔진 관리 시스템제어를 지원하는 델파이의 MT9X 엔진컨트롤모듈 (ECMs)시리즈는 여러 가지 상황을 즉각적으로 동시에 측정함으로써 연료, 공기, 스파크의 ‘실시간’ 측정이 가능하다. 이로 인해 엔진의 효율을 높이면서도 내구성까지 확보할 수 있다. MT9X는 한국 KULEV 를 포함한 엄격한 배기가스 규제와 온 보드측정 (OBD) 규정을 충족한다.
델파이 MT86 파워트레인 컨트롤모듈 (PCM)은 연료 효율성을 배가 시키면서도 배기가스를 감소하고 엔진의 수명은 연장시키는 장점을 갖고 있다. MT86 파워트레인 컨트롤모듈(PCM)은 대부분의 6기통 멀티포트연료분사 가솔린 엔진과 오토엔진 6단 변속기까지 적용이 가능하다. 또한 압축천연가스 (CNG)와 에탄올 혼합연료 프로그램에도 호환되며 이중 캠페이징과 가변 실린더 시스템과 같은 가변 밸브트레인 시스템에서도 사용 가능하다.

Q - 현재 개발 중이거나 상용 가능한 델파이 제품 군 중 다양한 연소 시스템에 적용 가능한 기술에는 어떠한 것들이 있는가?

A - 균질혼합모드(homogeneous mode) 연소시스템에 지원되는 델파이의 EMS 시스템에는 멀텍® GDi 멀티 홀 연료 인젝터가 사용된다. 멀티 홀 스프레이 제너레이터가 장착 된 상기 인젝터로 착화 분배(charge distribution)를 최적화하여 보다 효과적으로 연료를 연소시킨다. 이 시스템은 연료를 보다 정확하게 분사하여 엔진을 더욱 더 청결하게 만드는 효과가 있다. 거기다 연소 배기량을 저감시키는 핵심 기술인 엔진 다운사이징과 고출력 기술로 OME 들이 미래 규제사항까지 만족할 수 있다. 이 시스템은 현재 개발 중이며 올해 안에 상용화 된다.

Q - 델파이의 EMS로 지원가능 한 다양한 연소시스템을 설명해 달라. (연소시스템 예: 균질혼합모드 (homogeneous mode) 연소 직접분사시스템, 균질예혼합압착축화 (HCCI), 혼합연소시스템 (CCS)

A - 성형혼합연소(spray stratified combustion) 시스템에 지원되는 델파이의 EMS 시스템에는 멀텍® 20 GDi 페스트 싱글 코일(fast single coil) 연료 인젝터가 사용된다. 이 인젝터는 엔진의 성능을 높이고 효율성을 향상시킴으로써 보다 엄격한 이산화탄소 규제를 충족할 수 있다. 뿐만 아니라 엔진소음도 줄여준다. 델파이의 특허 기술인 페스트 솔레노이드 코일(fast solenoid coil) 기술로 성형혼합연소(spray stratified combustion) 시스템에서 저 비용으로 연료 소비를 저감시키는 뛰어난 기술을 제공함으로써 완성차 업체들이 소비자에게 경쟁력 있는 가격으로 차량을 제공할 수 있게 한다. 멀텍 시리즈 인젝터가 적용된 직분사 시스템은 HCCI와 같은 진보된 연소모드에서도 탁월한 성능을 발휘한다.

Q - 델파이의 멀텍 3.5 히티드 팁 포트 인젝터(Multec 3.5 Heated Tip Port Fuel
Injector)의 장점은 무엇인가?

A - 에탄올(E100) 사용 시 가장 큰 문제는 추운 날씨에 엔진 시동이 어렵다는 것이다. 따라서, 브라질 시장에서는 현재 해결책으로 별도의 가솔린 보조탱크를 장착하여 가솔린을 동절기 시동 연료로 병행 사용하고 있다.

델파이의 멀텍 3.5 히티드 팁 포트 인젝터는 인젝터 팁에서 예열된 연료를 인테이크 매니폴드에 분사함으로써 기존의 가솔린 보조탱크 시스템 삭제가 가능하다. 적절히 예열된 에탄올은 기존 차량의 점화시스템을 이용하여 가솔린처럼 점화 될 수 있는 것이다. 에탄올 (E100)은 현재 국내에서 연료로 사용 되지는 않지만, 브라질에서는 널리 사용되고 있다. 델파이의 멀텍 3.5 히티드 팁 포트 인젝터 적용으로 추가 가솔린 이용 없이 영하 18도 이하에서도 에탄올만으로 엔진 시동이 가능하다. 또한, 일부 경쟁사에서 고려되고 있는 연료레일 예열시스템과에 비해 예열 시간이 현저히 단축됐다. 델파이의 그린 테크놀로지 제품 군 중 하나인 멀텍 3.5 히티드 팁 포트 인젝터는 탄화수소 (HC)와 일산화탄소 (CO) 배기가스를 약 10~30% 저감시켜 줌으로써, 미국 환경보호 기구가 제시하는 동절기 시동 테스트 조건(EPA 75)을 만족시키기 위한 고객들의 노력에 큰 도움이 될 수 있다.

Q - 디젤 커먼레일 시스템에서 PM과 NOx 제로화의 가능성은 어떻게 되나?

A - 델파이는 지속적으로 미래를 선도하는 기술에 집중하여 성능은 저하시키지 않으면서도 연비를 향상시키고 온실가스를 저감시키도록 노력하고 있다. 이러한 노력 중 하나인 직접 구동 디젤 커먼레일 시스템은 분사 일렉트로 하이드롤릭 방식(electro-hydraulic circuit) 이 아닌 피에조 세라믹 액츄에이터 (piezo ceramic actuator)로 니들(needle)이 작동되는 혁신적인 분사 기술이다.

이 기술은 기존의 디젤 연료 분사 기술보다 인젝터가 더 빨리, 그리고 향상된 분무미립화로 정밀하게 연료를 연소실로 분사할 수 있도록 한다. 이로 인해 NOx(기존 연료분사시스템 대비 대략 30% NOx 감소)와 PM을 저감시키고 토크와 출력을 높여 주행감을 약 10% 정도 향상시킨다. 또한 인젝터가 기존 시스템 대비 최대 3배까지 빠르게 개폐되고 최대 2,000 바의 분사 압력에서 백릭(back leak) 없이 작동 되어 이산화탄소 배출을 현저히 감소시킬 수 있다.
델파이 직접 구동 디젤 커먼레일 시스템은 중대형 디젤 차량이 유로 5 이상의 배기가스 규제를 만족시킬 수 있도록 하며 NOx 후 처리장치에 들어가는 고 비용을 절감시킨다. 이 직접 구동 디젤 커먼레일 시스템은 2008년부터 양산되고 있다.