자동차 제조사들은 이산화탄소 배출량을 줄이기 위해 배기량을 낮춘 다운사이징 디젤 엔진으로 돌아서고 있다. 그러나 기존 출력을 유지하거나 더 높이기 위해서는 연소 온도와 압력이 높아져 질소산화물 배출량을 감소 시키는 데는 어려움을 겪고 있는 것이 현실이다.
델파이는 5월에 프랑스 루앙에서 개최되었던 SIA 국제 회의(SIA International Congress)에서 CO2 등을 포함하여 전반적인 디젤 엔진 배기가스를 실질적으로 저감시키는 새로운 연료 분사 장치와 엔진 제어 시스템 신기술을 선보였다. 효율성이 높은 디젤 엔진은 CO2 배출량 저감 및 더 강화된 배기가스 규제를 만족시키는 효과적인 대책으로 유럽에서뿐만 아니라 전 세계 시장에서 인정을 받고 있다. 델파이의 최신 기술은 유로 6의 유럽 배기가스 기준뿐 아니라 전세계 시장의 배기가스 기준을 만족 시킬 수 있다.
<▲ 존 퓨어스트- 델파이 디젤 시스템즈 사장>
최근 발표된 “독창적인 분사 시스템” 분과 기술보고서에서는 델파이의 밸런스 서보 슬레노이드 밸브 시스템(balanced-valve servo-solenoid system)과 최첨단 직접구동 피에조 시스템(direct-acting piezo system)이 다뤄졌다. 2000바(bar)에서 2400바로 최고 작동압력을 상승시켜 연료 미립화 개선, 크로즈 루프(close-loop) 제어시스템 기술 개선, 시스템 하이드롤릭 효율 향상 및 아이들 스톱/고 (Idle Stop/Go) 시스템을 위한 시동시간 절감 기술 등과 같은 델파이 디젤 시스템의 신 기술이 소개 되었다.
SIA 회의에 패널리스트로 참석한 델파이 디젤 시스템즈의 존 퓨어스트 (John Fuerst) 사장은 “향후 경량 디젤 엔진은 유로 6 배출기준과 전세계 엄격한 배출기준에 부합하기 위하여, 배출되는 질소산화물과 일산화탄소 및 탄화수소의 양을 더욱 낮추어야 할 것”이라며, “현재의 엔진 제반 성능에 영향을 미치지 않으면서도 이산화탄소 배출량을 줄이고 가격 경쟁력을 유지하는 것이 매우 중요하다. 우리는 이러한 기술을 최적화하여 비용과 중량 및 복잡성을 크게 낮춤으로써 배출량을 충분히 저감시키는 열쇠가 연료 분사 장치와 엔진 제어 시스템이라고 믿는다”고 강조했다.
커먼레일시스템의 성능 업그레이드
디젤 전 차종에 최첨단 디젤 기술을 제공하는 최대 공급업체 중 하나인 델파이는 헤비 듀티 (상용) 어플리케이션용 트윈 밸브 전자분사장치 (EUI)와 라이트 듀티 (승용) 어플리케이션용 직접 구동 피에조 분사장치 등 다수의 업계 최초 기술을 이루어냈다. 이러한 델파이의 디젤 신 기술은 혁신적인 연소제어장치에 접목되어 배기가스 저감, 연비 향상, 연소 소음 저하 등의 월등한 개선 효과를 가져왔다.
델파이는 커먼레일 디젤분사장치 2종을 공급하고 있다. 고속 균형 밸브 서보 솔레노이드 분사 장치가 장착된 멀텍™ 시스템은 서보 피에조시스템과 동일한 성능을 제공하면서도 비용은 훨씬 절감시켜준다. 이 최신 기술은 폭스바겐의 신형 1.2리터 폴로 블루모션에 적용되며, 이산화탄소 배출량 87g/km을 기준으로 3.3리터/100km(71mpg)의 성능을 낼 수 있다.
<▲ 폭스바겐 폴로에 장착된 델파이 최신 펌프 (좌측)와 솔레노이드 인젝터 (우측)>
2010년 올해의 월드카인 신형 폭스바겐 폴로의 커먼레일시스템은 델파이의 신형 DFP6 연료 펌프가 부착된 최신식 서보 솔레노이드 커먼레일시스템이다. 델파이는 폭스바겐과의 긴밀한 기술개발을 통해서 폴로가 세계적인 성능을 발휘하는 차량이 되도록 하였다.
고성능의 대형 엔진용으로 개발된 델파이의 직접구동 피에조 인젝터는 레일 압력과는 별도로 분사 비율과 형상에 대한 탁월한 제어능력을 제공한다. 이로써 배연 량이 실질적으로 감소된다. 따라서 연료의 역류 방지로 시스템이 현저히 단순화되면서도 EGR 사용으로 질소산화물이 감소된다.
엔진 제어의 랜드마크
실시간 실린더 압력 측정치를 기준으로 직접 연소 매개변수를 제어하는 신기술은 이산화탄소와 기타 배기가스 파이프에서 나오는 배기물질을 현저히 절감시킬 수 있다. 엔진을 완벽하게 제어하는 이러한 혁신적인 연소 방법은 HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition)와 LTC(Low Temperature Combustion), PCCI(Pre-Mixed Charge Compression Ignition)과 같은 최첨단 저 배기 연소 전략의 도입 실현에 기여 할 것으로 기대된다. 이 새로운 기술의 성능도 델파이 기술보고서에 소개되었다.
퓨어스트는 "하드웨어 개발과 혁신적 제어 전략을 적절히 결합함으로써 디젤 엔진이 이산화탄소 배출이 적은 자동차를 위한 뛰어난 방안으로 자리매김하는데 도움을 줄 것” 이라며 "특히 유로 6 및 향후 강화된 배기기준을 만족시키기 위한 노력들에 부합시키기 위해 델파이의 기술들이 일조를 할 것으로 기대한다”고 덧붙였다.
