신형 카파 1.6리터 GDI 엔진은 성장하는 중형 하이브리드(HEV) 및 플러그인 하이브리드(PHEV) 시장에서 출력, 성능, 연비를 높이고 생산 비용과 CO2 배출량을 낮추도록 설계됐다.
2016년 초 시장에 출시되는 이 엔진은 현대·기아 최초의 전용 하이브리드 모델(코드명 AE, 현대 프리우스 라이벌 및 DE, 기아 하이브리드 SUV) 출시와 맞물려, 회사 최초로 앳킨슨 사이클, 냉각식 배기가스 재순환(EGR), 롱 스트로크 사양을 결합해 열효율을 극대화했다.
앳킨슨 사이클은 흡기밸브 폐쇄 시점을 늦춰 펌핑 손실을 줄이고, 팽창비를 상대적으로 높여 연료 절감 효과를 높인다. 이 과정에서 연속 가변 밸브 타이밍(CVVT)과 통합된 흡기 오일 컨트롤 밸브(OCV)가 작동해 오일 흐름을 단순화한다. 또한 CVVT 위상각이 확장돼 응답성이 빨라졌다.
엔진에 적용된 EGR 시스템은 배기가스를 실린더로 재순환시켜 다시 연소시킨다. 신형 카파 HEV 엔진만으로도 세 단계를 통해 연비가 3% 향상된다. 상류에서 추출한 가스는 20% 이상의 EGR율을 보장하고, EGR 쿨러는 98%의 냉각 효율을 제공하며, 단일 기어 EGR 밸브는 56.9밀리초의 응답 시간을 구현한다. 특별히 설계된 직선형 흡기 포트는 EGR 가스의 텀블 유동을 증가시켜 빠른 연소를 돕고, 연비와 출력을 동시에 높인다.
또한 실린더 블록(105℃)과 헤드(88℃)의 서모스탯 냉각 온도를 분할해 연료 절감 효과를 더욱 높였다. 블록의 냉각수 온도를 높여 마찰과 노킹을 줄인 것이다. 실린더 블록은 빠르게 가열돼 마찰을 줄이고 효율을 높이며, 실린더 헤드는 적당히 낮은 온도에서 작동해 노킹 경향을 억제, 연비를 개선한다.
신형 엔진은 6홀 레이저 드릴 방식의 GDI 인젝터와 최대 200bar의 고압 연료 공급 시스템을 적용해 청정 연소를 확보하고 연비를 개선하며 모든 글로벌 배출가스 기준을 충족시킨다.
이러한 기술의 통합으로 엔진 열효율은 기존 30%에서 40%로 높아졌으며, 경쟁력 있는 성능을 확보했다. 신형 엔진은 105 PS(77.2 kW), 15.0 kgf·m(147 Nm)의 출력을 내며, 향후 하이브리드 모델에 탑재될 예정이다.
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