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LPDI엔진
LPDI엔진(Liquified Petroleum Direct Injection Engine)은 주연소실 내로 LPG 연료를 직접 분사해 연소하는 엔진이다.
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개요
LPDI엔진은 LPG를 기화하지 않고 주연소실 내로 LPG 연료를 직접 분사해 연소하는 엔진으로, LPI엔진에서 진화한 엔진이다. 2011년 대한LPG협회와 고려대학교 기계공학부 연구팀이 손잡고 선행 기술을 개발했다. LPI엔진과 달리 LPDI엔진은 LPG 연료를 연소가 일어나는 공간에 직접 분사하는 가솔린 직접 분사 엔진의 원리를 적용했기 때문에 가솔린 차량과 비슷한 출력과 토크를 발휘하고, 연료 효율을 약 10% 이상 높일 수 있다. 따라서 친환경적이면서도 가솔린 차량과 비교해도 출력이 뒤처지지 않게 된다. LPI엔진을 대체하는 차세대 엔진으로 떠오르고 있다.[1] 환경부는 2011년 8월 LPDI 엔진 상용화 개발을 국책사업인 친환경차 기술 개발사업 과제로 채택했다. 주관사인 현대자동차㈜는 선행 기술 개발을 마친 LPDI엔진에 다운사이징 기술을 접목한 1.4리터 터보 LPG 직접분사(T-LPDI) 엔진 상용화 개발에 성공했다. 1.4리터 T-LPDI 엔진은 쏘나타 2.0리터 LPI엔진와 동등한 출력을 내면서 연비를 10%가량 높이고, 이산화탄소 배출량을 10%가량 줄일 수 있다. 현대차 자체 측정 결과 미세입자와 질소산화물(NOx) 배출량을 엄격히 규제하는 유럽연합(EU) 유로6와 북미 극초저공해자동차(SULEV) 기준 모두를 충족한 것으로 알려졌다.[2] 미국은 2027년부터 시행되는 트럭 초저배출 규제 대응을 위한 일환으로 중대형 차량에 적용 가능한 LPDI 엔진 시스템을 개발했다. 이 중대형 LPDI 엔진은 업계 최초 중형 LPDI 엔진 시스템으로 미국 기업 스타나다인의 직접분사 연료 펌프에 카테크의 증기 잠금 시스템을 결합시켜 LPG를 350bar의 압력으로 엔진에 직접 분사하는 시스템이다.[3]
특징
LPDI엔진은 가솔린 대비 탄화수소(THC), 질소산화물(NOx) 등의 유해물질 배출량은 크게 줄인 반면, 출력은 가솔린과 동등한 수준을 확보해 친환경성과 고성능을 동시에 구현한 것이 특징이다. 특히 인체에 유해한 나노입자(직경 11㎛ 이하의 미세입자)의 배출개수와 발암물질인 다고리방향족(PAH) 배출량을 동급 가솔린 차량 대비 90% 이상 줄였으며 광화학스모그를 유발하는 휘발성유기화합물(VOC) 배출량도 절반 수준으로 낮췄다. 이는 유럽연합과 북미 지역의 자동차 배기가스 규제기준인 유로6와 'SULEV'를 모두 충족시킨 수준이다.[4]
비교
LPG 차량 안에서도 연료의 상태나 분사하는 위치에 따라서 LPG엔진, LPI엔진, LPDI엔진으로 나뉜다. 기존 LPG차량의 엔진은 액체 상태인 LPG를 기체로 만들어 공기와 혼합해 기체 상태로 연소실에 분사하는 기화기 방식으로 연료를 공급했다. 하지만 이 방식은 연료의 에너지 손실이 커서 가솔린 및 디젤 차량에 비해 출력이 낮다는 단점이 있었다. 또한 온도에 민감해서 추운 겨울에는 기화기가 얼어 시동이 안 걸리거나 꺼지는 등 몇몇 문제가 있었다. 이런 단점들을 보완하기 위해 개발된 것이 LPI엔진이다. 이 엔진은 기체로 만드는 것이 아닌 액화된 상태 그대로 공기와 혼합되어 LPG 연료를 분사하여 액체 상태로 연료를 공급하는 방식이다. 그래서 엔진으로 연료를 일정하게 보낼 수 있고, 엔진에 직접 분사하는 방식이어서 더 힘 있는 엔진이 되어 기존의 단점을 보완한 엔진으로 발전하게 되었다. 이로 인해 연비도 더 좋아지고 겨울철에 시동이 안 걸리는 단점도 보완할 수 있었다. LPI엔진과 LPDI엔진은 액화된 상태로 LPG 연료를 분사하는 공통점이 있지만, LPi엔진은 흡기 포트에, LPDI엔진은 주연소실에 직접 액화된 상태의 LPG 연료를 분사한다는 차이가 있어 연료를 분사하는 위치가 다르다. 같은 LPG 연료를 사용해도 연료 분사 위치에 따라 성능이 달라지는 것도 확인할 수 있다.[5]
장착된 모델
현대 포터
현대 포터(Porter)는 현대자동차㈜에서 생산하는 후륜구동 및 사륜구동 소형트럭이다. 포터2에 3세대 T-LPDI 엔진이 적용된다. 1세대 포터는 각포터라고 불렸던 차량으로써 국가에서 자동차 공업 통합조치로 상용차 생산이 가능해진 현대자동차㈜가 미쓰비시자동차(Mitsubishi Motors)의 1t 트럭을 들여와 대한민국에 맞게 첫 생산 했다. 현대자동차㈜가 미쓰비시자동차와의 기술제휴를 통해 국내 실정에 맞게 변경 후 판매하였으며 포터와 더불어 포터를 연장시킨 타입인 그레이스(Grace)도 함께 판매했다. 1996년에는 뉴 포터가 출시되었는데 길거리에서 흔히 볼 수 있는 차량으로 전체적으로 각졌던 모습에서 둥글둥글한 형태로 변경이 되었다. 뉴 포터의 개발컨셉은 승용차 같은 트럭을 만들자는 목표를 세워 실질적으로 현대자동차㈜의 승용차 개발 사업부에서 직접 개발하여 기존 트럭들과 다른 점들을 강력하게 어필했던 모델이다. 마찬가지로 미쓰비시자동차의 기술을 많이 적용하였으며 엔진 방식은 커먼레일 방식이 아닌 플랜저 방식으로 잔고장이 덜했던 모델이기도 하다. 2004년 뉴 포터가 단종이 되고 계속해서 생산되고 있는 차량이 지금의 포터이다. 기존의 엔진에서 커먼레일 방식으로 변경이 되었으며 더불어 터보차저가 장착되어 이전 모델과 성능이 확연히 차이가 난다. 처음에는 123마력이었으나 출력과 미션의 업데이트로 인해 133마력까지 업그레이드가 되었으며 유로6 기준을 만족하는 환경규제도 갖추었다. 더불어 편의 사양인 블루투스, 열선, 후방감지 센서, 순정 내비게이션, 후방 카메라 등등 다양한 편의사양이 탑재되었다. 포터는 캡이 두 가지로 나뉘는데 1열만 있는 싱글캡과 2열까지 있는 더블캡으로 구성되어 있다. 그 중 싱글캡은 일반캡과 슈퍼캡으로 다시 나뉘게 되는데 일반캡은 말 그대로 운전석과 보조석 그 뒤에 아무런 공간이 없는 모델이다. 뒷공간이 없어서 불편하다는 단점이 있지만, 화물 적재공간은 다소 넓어진다는 장점이 있다. 반대로 슈퍼캡은 1열 공간 외 뒤에 약간의 공간이 존재한다. 그러나 그만큼 화물을 적재할 수 있는 공간이 줄어듦에 따라 적재능력이 떨어진다고 볼 수 있다. 일반캡은 보통 법인이나 사업체에서 직원들이 많이 사용하는 사업용 차량으로 많이 이용되며 슈퍼캡은 개인사용의 비율이 더 높고 더블캡의 경우는 건설 현장이나 운전면허학원 등 다양한 환경에서 사용되고 있다.[6]
기아 봉고
기아 봉고(Bongo)는 기아㈜가 일본 마쓰다(Mazda Motor Corporation)와의 기술 제휴로 1980년에 최초로 출시한 소형트럭이다.[7] 기아 봉고3에 3세대 T-LPDI 엔진이 적용된다. 2020년 봉고는 2015년부터 유로6을 적용함에 따라 선택적 환원 촉매 장치를 탑재했다. 최고출력은 133마력, 최대토크는 25.6kg.m를 발휘하며 연비효율은 9.9km/L이다. 또한 운전석에 통풍 시트를 장착하고 크루즈 컨트롤, 전동접이식 사이드미러, 리어 글라스 열선 등 기존에 없던 편의사양이 새롭게 추가됐으며 승용차와 똑같은 자동변속기 노브, LCD 상태 표시창을 추가한 풀오토 에어컨, 3.5인치 LCD 계기판을 비롯한 실내 구성도 변화했다. 이 밖에도 브라운 시트를 선택할 수 있으며 낮은 트림에도 승용차 형식의 주유구 트림을 기본화했다. 봉고는 2015년부터 차체 자세제어 장치를 의무적으로 탑재하고 있는데 더 나아가 첨단 안전사양 일부 기능을 탑재했다. 앞차와 충돌 위험이 감지되면 운전자에게 경고하고 브레이크 작동을 보조하는 전방 충돌방지 보조시스템과 방향지시등 조작 없이 차선을 밟으면 운전자에게 경고하는 차로 이탈 경보를 통해 운전자 실수로 일어나는 위험한 상황에 대처할 수 있게 됐다. [8] 또한 2020년 봉고는 새로운 헤드램프 디자인이 적용됐다. 내부 헤드램프는 원형이었는데 사각형에 가까워졌으며 방향지시등까지 포함해 총 4개의 램프로 디자인됐다. 주간주행등이 추가되고 헤드램프의 광량 증대로 강화된 안전성을 확보했다. 또 3.5인치 트립 모니터가 전 트림에 기본으로 적용됐는데 여기에는 연비와 주행거리를 비롯한 다양한 정보를 승용차처럼 쉽게 확인할 수 있다. 또한 승용형 연료 주입구, LED 조명이 추가된 5단 자동변속기 레버, 8인치 튜익스 내비게이션, 하이패스 시스템이 새롭게 추가됐으며 요소수 시스템을 적용했다.[9]
각주
- ↑ SK가스 Eco LPG, 〈진화하는 LPG 자동차의 엔진! LPI 엔진과 LPDI 엔진의 차이점은?〉, 《네이버 포스트》, 2020-06-30
- ↑ 정치연 기자, 〈'차세대 LPG 직분사 엔진' 낡은 규제로 6년째 표류〉, 《전자신문》, 2017-08-09
- ↑ 채제용 기자, 〈미국, 트럭 초저배출 규제 대응…중대형 LPDi 엔진 개발〉, 《이투뉴스》, 2023-10-25
- ↑ 〈친환경+고성능 'LPDi 엔진' 세계 첫 개발〉, 《서울경제》, 2011-11-15
- ↑ 픽플러스, 〈LPG 차량에서 LPi, LPe, LPDi의 차이는 무엇일까?〉, 《픽플러스》, 2023-06-20
- ↑ 국산차 수입차 잡다한 정보 텍스쳐, 〈현대 포터에 대하여 알아보기.〉, 《티스토리》, 2018-09-04
- ↑ 〈기아 봉고〉, 《나무위키》
- ↑ KB차차차, 〈2020 포터와 봉고는 얼마나 달라졌을까?〉, 《네이버 포스트》, 2019-09-24
- ↑ 오토트리뷴, 〈2020년형 현대 포터와 기아 봉고, 무엇이 달라졌나?〉, 《네이버 포스트》, 2019-09-06
참고자료
- 〈친환경+고성능 'LPDi 엔진' 세계 첫 개발〉, 《서울경제》, 2011-11-15
- 정치연 기자, 〈'차세대 LPG 직분사 엔진' 낡은 규제로 6년째 표류〉, 《전자신문》, 2017-08-09
- 국산차 수입차 잡다한 정보 텍스쳐, 〈현대 포터에 대하여 알아보기.〉, 《티스토리》, 2018-09-04
- 오토트리뷴, 〈2020년형 현대 포터와 기아 봉고, 무엇이 달라졌나?〉, 《네이버 포스트》, 2019-09-06
- KB차차차, 〈2020 포터와 봉고는 얼마나 달라졌을까?〉, 《네이버 포스트》, 2019-09-24
- SK가스 Eco LPG, 〈진화하는 LPG 자동차의 엔진! LPI 엔진과 LPDI 엔진의 차이점은?〉, 《네이버 포스트》, 2020-06-30
- 픽플러스, 〈LPG 차량에서 LPi, LPe, LPDi의 차이는 무엇일까?〉, 《픽플러스》, 2023-06-20
- 채제용 기자, 〈미국, 트럭 초저배출 규제 대응…중대형 LPDi 엔진 개발〉, 《이투뉴스》, 2023-10-25
같이 보기
