현대 S엔진 강화흑연강 (CGI(Compacted Graphite Iron)

[백경태]

현대 S엔진 Hyundai S-engine - 강화흑연강 (CGI(Compacted Graphite Iron)) 을 채용

국산차 신기술 2007/10/02 18:43

현대 S 엔진 제원 - Hyundai S-engine Spec (2006)

사진 : 현대자동차 s엔진

엔진모델명                        - D6EA
배기량 Displacement        - 2959CC
출력(ps/rpm) power        - 240PS / 3,800RPM - 베라크루즈 (기아 HM - 250PS / 56 Kg.m Torque)
토크(kg.m/rpm) Torque    - 46kg.m / 1,750~3,500 RPM - 베라크루즈
엔진형식                            - 60도 각도로 배치된 V형 6기통 DOHC 24밸브
엔진의소재                       - 실린더블록(cylinder block) - Compacted Graphite Iron 강화흑연강
 
                                            헤드(head) - Aluminum 알루미늄
보어(Bore) ×스트로크(Stroke)   - 84mm / 89mm
압축비 (Compression Ratio)     - 17.3 : 1
연료분사방식                         - 자가진단기능의 2세대 커먼레일 분사방식 E-VGT
                                        (전자제어 가변 터보차저) , 1600 bar의 피에조인젝터 (piezoelectric injectors)
Emission                              - EURO 4
고정숙형 타이밍 체인 , 급속승온기능 (전자제어식 엔진예열장치)
EGR(배기가스 순환 장치)시스템 Electronic Exhaust Gas Recirculation (EGR) Valve
전자제어식 Semi active 엔진 마운트

개발                                     - 현대 파워트레인 R&D 센터 (경기도 화성시 남양만)
개발기간                                - 49개월 (5년 4개월) * 2006년 9월 발표
개발비용                                - 2332억5000만원 ($ 233  million)


2006년 베라크루즈와 함께 발표된 S엔진은 V6 DOHC 형 디젤이란점 외에도 엔진소재에 있어
상당히 뛰어난 기술을 적용한 엔진입니다. 기존 디젤엔진에 적용되던 일반주철과 달리 강화흑연강
 (Compacted Graphite Iron)이라는 새로운 고강성 철강을 적용했습니다.  

CGI의 주 이점은 내구성으로  CGI는 75% 높은 내구성 (durability)과 45% 높은 강성(stiffness),
85%의 인장강도 (tensile strength) 그리고 일반 회색주철보다 2배의 피로강성 (fatigue strength)
특성을 보여줍니다.

일반 강철은 25kg/m㎡ 인장강도를 갖고 있는 반면 CGI 사양은 45kg/m㎡가 요구되며.
CGI는 강하며 NVH 특징이 좋습니다.
 
내구성뿐 아니라 엔진전체의 무게로 환산하면 9% 가량 경량화및 소형화가 가능합니다.
일반엔진블록과 비교시 CGI 엔진블록은 22%의 경량화를 이룰 수 있으며 15%의 길이 5%의
높이와 너비를 소형화 할 수 있습니다.

이것은 12L 디젤엔진을 기준으로 73Kg 가량 경량화 실현이 가능합니다.

     CGI의 고강성으로 인해 실린더 라이너 없이도 엔진설계가 가능해 경량화 소형화가 가능합니다.


CGI의 첫 상용화 적용은 유럽에서 고속열차의 디스크 제작에  쓰였으며
이후 네덜란드의 트럭메이커인 DAF의 12.6L의 480마력 일반엔진을 CGI로 변경하면서
530마력으로 출력이 늘고 반대로 무게는 경량화 되었습니다.

CGI 엔진은 주로 포드, 아우디, 벤츠, BMW 등 유럽업체들 중심으로 채택하고 있었으며
레이싱 업체에서 엔진이나 기타 부품 제조등에 제한적으로 쓰여왔습니다.

강도,강성,경성이 높다는 장점이 반대로 CGI 엔진의 제조에 필요한 가공성이 떨어진다는것이
가장 큰 걸림돌이며 각 업체마다 고유의 가공기술을 가지고 있지만 기본적으로는
스웨덴의 Sintercast 의 도움을 받고 있다고 합니다.

         CGI는 레이싱에도 제한적으로 쓰여왔으며 월드랠리챔피언 (WRC)에서도 쓰였습니다.



s엔진은 한국산업기술진흥협회의 장영실상도 수상했습니다.

장영실상 수상 내역

회사명	:	현대자동차(주)
대표자	:	김동진
제품명	:	고출력 V6 승용디젤엔진
모델명	:	D6EA (2,959cc)
개발기술명	:	동급 세계최고출력/친환경/저소음 차세대 V6 승용디젤엔진
선정분야	:	기계

제품소개
- 용도및 기능	:	고급 SUV 및 승용차용 V6 디젤엔진
- 차별적 특징	:	동급 세계 최고 출력/ 친환경/ 저소음 승용디젤엔진 1.세계적으로 강화되는 배출가스 규제(유로4)를 만족하면서 동급 세계 최고 출력 240마력 달성 2.고강도 주철(CGI) 실린더 블록 적용으로 내구신뢰성 확보 및 경량화 달성 3.차세대 피에조 커먼레일 연료분사 시스템을 장착하여 고정밀 전자제어 분사를 통한 연소성능 향상으로 저연비/저소음 및 배출 가스 저감 4.자기진단 기능의 첨단 전자제어식 가변 터보챠저를 장착하여 주행 응답성 대폭 향상 및 배출가스 저감 5.급속 승온 기능의 전자제어식 특수 예열 장치를 적용하여 겨울철 냉시동시 차별화된 시동성 제공 6.V형 실린더 배열이 갖는 저진동 특성에 다단계 연료분사 및 엔진 본체 구조 강성 최적화, 저소음형 타이밍 체인/기어를 적용하여 진일보된 정숙성 실현

티타늄등 난삭 가공시스템 기반 확보 사업 추진

[시민일보]광주시가 '2015년 신규국비사업'을 구체화하고 정부에 반영될 수 있도록 적극 나설 계획이다.

지난 1일 한국생산기술연구원 등이 참여한 ‘신규국비 사업 발굴 실무기획회의’에서 논의된 이 사업은 예비 타당성 조사 대상급 규모의 난삭 가공시스템 기반 확보 사업들로 광주소재의 화천기공을 중심으로 지역내 기업들을 대상으로 하고 있다.

따라서 이들 기업들이 보유하고 있는 우수한 정밀기계 가공 기술력과 한국생산기술연구원의 초정밀가공 기술지원 및 하이테크 금형센터와 같은 인프라 시설을 십분 활용해 전통적 기계 산업을 신(新) 성장산업으로 재도약시키고자 행정력을 집중하고 있다.

특히 광주시는 세계적 추세인 산업의 친환경화에 따라 소재의 경량화와 고효율화가 필수적이며 자동차와 기계 산업 분야에서 고강성, 초경량 소재부품 수요가 빠르게 증가하고 있는 점을 착안해 신소재의 가공 생산시스템 기반확보가 차세대 제조 산업의 경쟁력을 크게 좌우할 것으로 내다보고 자동차, 전자, 광산업과 같은 광주의 주력산업을 고부가 가치화할 수 있다는 판단에서 이 사업을 기획하게 됐다.

더욱이 난삭 가공시스템 기반 확보 사업은 고효율 소재 활용과 가공공정, 장비 등 패키지 생산 시스템이 갖춰져 광주시가 핵심 사업으로 진행 중인 자동차 100만대 생산기지 조성에 큰 힘을 보태 줄 수 있을 것으로 보여 진다.

난삭재는 기계적 성질이 우수한 반면 가공이 어려운 소재로 티타늄, 니켈합금, CGI(Compacted Graphite Iron) 등의 금속소재와 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic), GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic) 등 복합재료가 대표적이나 광의의 개념에서는 고경도강과 유리, 세라믹 등의 소재들도 포함한다.

이를 위해 기획재정부 중기사업계획과 각 부처별 신규사업계획 등에 반영시키고자 광주시는 지난 8월부터 2015년 신규국비사업 태스크포스팀(TFT)를 구성하고 산업통상자원부 산업기술정책관 초청 2015년 정부의 산업정책기술방향 설명회를 개최하는 등 신규국비사업 발굴에 발 빠른 행보를 보여왔다.

2015년 신규국비사업 발굴 TFT는 광, 자동차, 가전, 금형, 신재생, 융·복합 등 6개 분과에 지역산업 육성전문연구기관과 대학교수 등 50여명이 참여해 지역경제 성장 동력 확충과 지역 주력산업의 지속성장이 가능한 신규 사업 기획 및 사업계획안 수립을 위해 활동하고 있다.

광주시 관계자는 “현재 신규국비사업 발굴 TFT에서 각 분야별 2015년 신규국비대상 사업아이템을 발굴 중에 있다"며 "앞으로도 광주산업을 책임질 좋은 사업들이 기획될 것으로 기대한다. 앞으로도 내실 있는 신규국비사업 아이템 발굴을 위해 최선의 노력을 다하겠다”고 말했다.