기아 J 엔진
1. 개요
기아자동차가 원래 1997년에 자사의 미니밴인 카니발에 쓰기 위해 만든 승용형 디젤 엔진. 출시 초기의 코드는 J3 엔진이었다. 즉 디젤계 최초의 고유 엔진인 셈이다.
방계 엔진은 1992년 기아 와이드봉고, 기아 하이베스타에 쓰인 JS엔진(2,665cc, 80마력)[1]과 1995년 기아 프레지오 초기형, 봉고 J2, 아시아 하이 토픽에 쓰인 J2(2,665cc, 83마력, JS엔진 개량형), 1997년 기아 프레지오, 봉고 프론티어에 쓰인 JT(2,957cc, 90마력, 94마력) 상용차 엔진[2]이 있다.
2. 역사
당시 기아는 엔진 생산 기술력이 있는 만큼 마쓰다의 디젤엔진[3]을 라이센스 생산해오면서 독자적으로 개량해왔고, 이러한 경험을 토대로 만든 J엔진은 기아자동차 자사 최초의 독자개발 디젤 엔진이자 디젤엔진 가솔린엔진 모두 통틀어서 기아자동차 자체적으로 개발된 첫 엔진이었다.[4] 자체 기술로 개발했던 첫 엔진인 만큼 공개된 첫해인 1992년에 장영실상을 수상하기도 하였다.
개발 사유가 정말 눈물나는데, 원래 봉고를 생산하던 1980년대에는 기아가 마쓰다로부터 디젤 엔진을 받아왔으나 당시 마쓰다의 디젤 엔진이란게 막말로 폭탄 투성이라 고장이 잦았고[5][6] 이 때문에 기아로서는 마쓰다로부터 받은 디젤 엔진을 개수하든지, 새로 개발하든지 해야 했던 상황. 결국 이판사판이란 생각에 도달한 기아자동차의 행보는 말 그대로 새로 만드는 것이었다. 그렇게 해서 만든게 직렬 4기통 2.7리터 JS엔진. 이후 J2, JT엔진으로 업그레이드 되어 논터보 엔진의 계보를 이었다.
3. J3 엔진
원본이라 할 수 있는 JT엔진을 마개조에 가깝게 변경했다. 엔진 코드는 J3-TDI. 일단 터보 인터쿨러가 추가되었고, 내경과 행정이 각각 98mm이던 JT엔진의 내경을 1mm줄여 97mm로 설정하는 것 까지는 별것도 아닌 작업이라 할 수 있으나, '''OHV 방식의 실린더 블럭/헤드를 무려 DOHC로 바꾸어 버렸다(!)''' 원본을 알아볼 수 없을 정도로 큰 폭의 개량에 걸맞게, 당시에는 연료분사 방식이 기계식 플런저임에도 불구하고 일반적인 예연소실을 먼저 거치는 간접분사 방식 대신에 세계적으로도 흔치않은 직접분사 방식을 채택했다. [7] 덕분에 90마력에 불과한 원본인 JT엔진[8]보다 25% 출력이 향상된 135마력에 31.5kg.m라는 국내 최고의 파워를[9] 손에 넣었으나... 무슨 짓을 해도 잡히지 않는 매연문제로 결국엔 130마력으로 출력을 낮추기에 이른다.
2000년부터 법규화된 CVS-75 모드기준의 연비 측정 방식의 규제가 전 차종을 대상으로 확대적용되기 이전에, 그 때 당시 대부분 승합/상용차의 경우엔 당시의 승용차 공인연비 측정 기준이던 LA4모드 대신에 60km/h 정속주행 시 연비를 제원에 나타내었다. 때문에 공인연비는 무려 20.8km/l라는 어마무시한 수치를 앞세웠으나, 곧 CVS-75 모드로 재측정 하면서 연비는 수직으로 추락해 버렸다.[10]
2002년에 현대 테라칸에 얹혀지며 CRDi로 다시 한번 개조되면서 J3-TDI라는 이름에서 J엔진이라는 이름을 부여받게 되었다. 보쉬가 아닌 델파이의 CRDi 시스템이 사용되었으며, 출력은 150마력에 34kg.m의 토크로, 커먼레일로 변경된 것 치고는 성능 자체는 그렇게나 큰 향상은 없었으나 매연 문제는 어느 정도 해결되었다. 이 엔진의 원래 주인공이라 할 수 있는 카니발2는 전륜구동 변속기의 허용토크 한계 때문에 145마력/32kg.m로 디튠되어 장착된다. 테라칸은 후에 연료압력을 높혀 165마력, 174마력까지 올라가나 카니발 2는 변속기 때문에 단종때까지 엔진 성능을 그대로 유지했다. 후에 VGT 터빈으로 업그레이드 되어 195마력을 내뿜게 되나, 얹혀지기로 했던 테라칸에는 출시계획이 취소되고 J3엔진의 원 주인이라 할수있는 카니발의 후속모델인 그랜드 카니발이 나오며 빛을 보게 되었지만, 역시나 전륜구동 변속기의 허용토크 한계로 192마력에 36.5kg.m(...)로 다시금 원래 성능보다 디튠되어 장착되었다. 2004년부터 봉고3 미니버스와 봉고3 트럭에도 얹혀진다. 이쪽은 본넷이 없는 구조에 변속기가 다른 관계로 카니발, 테라칸과 다른 실린더가 들어가서 출력이 123마력/25kg.m으로 더욱더 디튠되어 장착이 되었으며 2005년에 그랜드 카니발 출시로 봉고3 미니버스는 단종이 되고 트럭만이 남았으며 트럭은 2008년에 126마력/25.5kg.m으로 출력이 약간 상승하였으나 2011년 10월을 끝으로 유로5 규제를 만족시키지 못하면서 J엔진은 완전히 단종되었다.
3.1. 내구성 문제
기아자동차 소형 디젤 엔진의 뿌리라 할 수 있는 마쓰다의 디젤 엔진이 워낙 내구성에 대한 악명이 자자한데, 자체개발한 J엔진 역시 가장 많이 참고 되었던 엔진이 마쓰다 엔진인 만큼, 내구성의 한계를 넘기에는 역부족이었다. [11] 마쓰다 엔진처럼 더 이상 실린더 헤드가 녹아버리는 문제는 사라졌지만, 여전히 5~6년만 지나도 내부 마모로 인한 기밀성 저하로 출력감소, 매연 증가 등의 문제를 일으키기 때문이다. 소음 문제도 심각했는데 봉고 사일런트에 장착된 JT엔진은 처음에는 괜찮다가 연식이 쌓이더니 무지막지한 굉음을 뿜어내게 되었다. 지나가다가 갑자기 요란한 굉음이 들려서 돌아보면 이 차인 경우가 많다. J계열 엔진을 무보링으로 주행 가능한 거리는 겨우 20만km 남짓인 만큼 디젤 엔진 자체 개발의 성과와 동시에 기술 부족의 한계를 드러냈다. 그래도 보배드림을 벗어나 오프라인으로 가면 봉고3로 '''무보링 50만km'''를 달성했다던가, 그랜드 카니발이 '''30만km'''를 찍었다던지 이런 이야기를 쉽게 들을 수 있다. 물론 봉고나 그랜드 카니발 같은 경우는 변속기가 약점이다 보니 변속기를 교체하고 다닌다.
3.2. 적용 차종
기아의 카니발, 봉고, 현대의 테라칸이 있었지만 2010년을 전후해 카니발에 R엔진이 올라감으로서 봉고만이 유일한 희망이었으나 2012년에 나온 봉고 트럭에 초대 쏘렌토에 쓰인 2.5리터 A엔진이 들어가면서 첫 등장 '''20년 만'''에 내수 시장에서 단산 선고를 받았다. 대체엔진은 R엔진과 A엔진.
다만 그래도 환경규제가 약한 개발도상국에서는 아직도 판매된다고 하며 개조 업체인 모헤닉게라지스에서 갤로퍼 리스토어 차량(MOHANIC G 2.5)의 교체용으로 스왑하고 있다.
4. 둘러보기
[1] 이 엔진을 쓰기 이전에는 초대 봉고에 쓰인 S2(2,209cc, 70마력)과 파워봉고와 와이드봉고 초기형에 쓰인 SF(2,367cc, 80마력)엔진이 쓰였다. 베스타는 로나엔진이 쓰였다.[2] J 엔진 계열 중에서는 유일하게 타이밍 벨트가 없는 OHV 타입 엔진이었다. 어째서 J3는 다시 OHC 타입으로 돌아갔는지는 의문.[3] 일명 로나엔진 혹은 마그마엔진으로 불리던 RF, R2 엔진을 제외하면 대부분 마쯔다가 과거에 영국 퍼킨스 사에 용역을 의뢰해서 개발한 엔진들이었다.[4] 당대 기아의 엔진 개발 기술력은 상당했는데 이미 1970년대부터 독자 개발에 착수하는 등의 위력을 발휘했다. 1.8리터의 T8D 엔진이나 V6 2리터 엔진은 가솔린 엔진 부분에서 기아가 직접 개발한 엔진들이다. KV6은 영국 로버와 공동 개발한 것이다.[5] 베스타에 쓰이던 2.2리터 로나엔진이 그 당사자였다. 이 엔진의 결함이란 참... 기아에서도 이런 문제에 대해서는 어느정도 인지하고 있었던 것인지 와이드 봉고에는 기존 파워봉고에 쓰이던 마쓰다가 퍼킨스에 설계를 의뢰한 2.4리터 SF엔진을 계속 사용했다. 와이드봉고의 베이스모델인 마쓰다 봉고 브로니 트럭에 들어가던 디젤엔진의 경우도 로나엔진 혹은 마그마엔진으로 불리우던 RF, R2 엔진이었다는 점을 생각한다면...[6] 로나 엔진(RF엔진, R2엔진) 이전의 마쓰다 디젤 엔진(S2, SF, XA, XB, HA, ZB 등등...)의 경우는 딱히 큰 문제는 없었는데, 이들 엔진의 경우는 마쓰다에서 자체적으로 개발한 엔진이 아닌 영국의 디젤 엔진 전문 업체인 퍼킨스 사에 설계용역을 맡겨서 개발한 엔진이었기 때문. RF엔진이나 R2엔진의 경우는 당시 마쓰다의 부족한 디젤엔진 기술력(이당시 마쓰다는 로터리 엔진 개발에 매달리고 있었다.)으로 외부의 도움 없이 자체적으로 개발한 엔진이다 보니 내구성 문제가 생기게 되었다.[7] 휘발유보다 열에 둔감하여 무화가 잘 안 되는 경유의 특성상, 특히나 직접분사 방식의 경우에는 연료가 실린더 내로 분사될 경우, 공기와 혼합이 잘되게 하기 위해서 고압으로 연료를 분사해 강제로 무화를 유도하여 공기와 연료를 섞는다. 문제는 플런저 방식의 경우, 평균적인 연료 분사 압력이 140bar 내외인데, 10배에 가까운 1350bar의 CRDi 엔진도 매연이 나오는 판국에 고작 연료분사 압력이 1/10에 불과한 플런저 방식따위는 매연이 나오지 않을래야 않을 수가 없다.[8] 봉고 프론티어에 장착되었던 JT 엔진의 출력이 무려 90마력이었다. 01년식 사일런트는 94마력으로 오름과 동시에 연식이 쌓이면서 굉음을 내기 시작하였다.[9] 당시 소형 디젤 엔진 중 국내에서 최고의 성능을 발휘하는 엔진은 쌍용 무쏘의 OM662 터보인터쿨러 엔진이었다. 120마력에 토크 25.5kg.m.[10] 당시 같은 방식으로 측정한 티코는 60km/h 정속주행연비를 30.8km/l(...)라는 기록을 세운 바 있다.[11] 후에 쌍용에서 나온 렉스턴은 무쏘와 같은 엔진을 사용하고도 겨우 플런저 변경만으로 출력이 132마력으로 증가했다. 그러나, 쌍용의 D29STP엔진은 단 1년만에 생산 중지되었다. 오일쿨러를 추가했지만, 증가된 플런저 직경에 의한 연료량 증가. 그로 인한 피스톤의 과열로 피스톤 팽창으로 인해 실린더 마멸이라는 결함이 발견되어, 1년뒤 다시 120마력으로 엔진출력을 되돌렸다.