현대 R 엔진
1. 개요
현대자동차에서 개발한 배기량 2.0L, 2.2L, 3.0L의 직렬 4기통/6기통 디젤 엔진이다. 현대기아차의 엔진 중 전륜구동 차량과 후륜구동 차량에 모두 적용되는 엔진이기도 하다.
2. 상세
2.1. 2.0/2.2 R 엔진
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2009년 기아자동차의 2세대 쏘렌토에 처음 적용되어 데뷔했는데, 당시 2.0L로 184PS 40kgfm, 2.2L로 200PS 44.5kgfm[1]이라는, '''11년'''이 지난 지금 기준에서 봐도 절대 뒤떨어지지 않는 성능,[2][3] 또한 출시 당시 기준으로 높은 연비를 가지는 동시에 유로5 배기가스 기준을 만족하여 당시 자동차 관련 커뮤니티 등지에 엄청난 이슈를 몰고 왔다. 단, 2011년 12월식까지는 일부 차종이 DPF가 없는 차종도 있으므로, 중고차 구입시 유의 해야한다.[4]
2012년형 모델부터는 유로5 배기가스 기준을 차종에 관계없이 전부 다 만족해야 하므로, 차종에 관계없이 모두 DPF가 의무 장착 되었다.
2014년에는 유로6 규제에 대응하여 개량한 엔진을 내놓았다. SCR을 적용하지 않고 기존의 EGR+DPF 구조에 LNT만 추가하면서 출력까지 같이 오른 것이 포인트. 2.0L 버전은 184PS/4000rpm, 41kgfm/2000~2500rpm에서 186PS/4000rpm, 41kgfm/1750~2750rpm으로, 2.2L 버전은 200PS/3800rpm, 44.5kgfm/1800~2500rpm에서 202PS/3800rpm, 45kgfm/1750~2750rpm으로 각각 향상되었다.
13~15년식의 저압 EGR이 달린 R엔진의 경우 DPF가 고장날 시 터보 및 엔진 계통에 전체적으로 영향을 주어 엔진을 완전히 망가뜨리는 치명적인 문제를 발생시킨다. 물론 이는 고스란히 수리비 폭탄이 된다. 따라서 이 엔진이 달린 차들은 흡배기 계통의 관리가 매우 중요하다. # 주기적으로 흡배기 인젝터 EGR(쿨러 포함) 크리닝을 하는 걸 권장한다.
유로6에 대응하면서 엔진 오일 점도가 낮아졌는데, SAE 점도는 5W-30으로 기존과 동일하지만 ACEA 규격이 HTHS 3.5cP 이상인 C3(05200-00620, 6L)에서 HTHS 2.9cP 이상인 C2(05200-00630, 6L)로 변경됐다.[5]
2017년 G70 이후로 달려나오는 모든 R 엔진을 장착한 신차들과 페이스리프트 차량들은 강화 유로6라는 강력한 규제 때문에 SCR(요소수)이 달려 나온다.
유럽형 투싼과 스포티지는 이 엔진에 마일드 하이브리드를 적용하고 있다.
2.2. NEW-R 엔진 (스마트스트림 2.0/2.2D 엔진)
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2020년, 4세대 쏘렌토를 시작으로 NEW-R[6] 엔진이 들어간다. 2.2L NEW-R 엔진의 출력은 전작과 비교해서 그대로지만 배기량은 기존의 2.2L R 엔진에 비하면 40cc 가량 줄어들었다.
2.0L NEW-R 엔진은 4세대 투싼에 처음으로 적용했다. 2.0L NEW-R 엔진도 전작과 비교해서 배기량은 1,998cc로 기존의 2.0L R 엔진에 비해 3cc 늘어났고, 마력은 그대로지만 토크는 전작에 비해 42.5kgf•m으로 늘어났다.
전작과는 달리 2.2L NEW-R 엔진의 경우 FF, FR 모델에 출력 차이를 두었는데 전륜구동 기반 차량은 그대로 202ps, 후륜구동 기반 차량은 210ps로 차별화하였다. 토크는 FF, FR 모델 모두 같다.
여전히 R 엔진이라 불리지만, 블록재질부터 기존 주철에서 알루미늄 합금으로 바뀐 완전히 새로 설계된 엔진이다. 2.2L 디젤을 기준으로 기존 R 엔진과 비교해서 엔진 무게가 19.5kg 줄어들었다.
또한 기존의 타이밍 체인에서 타이밍 벨트로 변경됐으며[7] 저압 EGR이 재도입됐다.
분사압도 기존보다 200bar가 증가된 2200bar로 늘어났다.
2.3. 스마트스트림 I6 3.0D 엔진
현대자동차그룹의 고급 차량 디젤 라인업에 탑재하기 위해, 신형 직렬 6기통 3,000cc급 디젤 엔진이 출시되었다. 현대자동차그룹 최초의 자체개발 승용차용 직렬 6기통 엔진이다.
최근 내연기관 엔진은 다운사이징과 친환경 파워트레인이 대세인데, 왜 디젤에 투자하냐는 의문을 갖는 사람도 있을 것이다. 친환경 자동차의 미래는 여전히 불투명하고 배기량이 높은 디젤 엔진의 수요는 고정적으로 존재하며, 엄격해진 배기 가스 규제 때문에 디젤 엔진에 대한 기술을 자동차 회사의 기술력의 척도로 삼는 풍조가 생겼기 때문이다. 또한 직렬 6기통 3,000cc 엔진을 만들면 실린더 2개를 제거해 바로 2,000cc/2,200cc 4기통 디젤 엔진으로 모듈화할 수 있어서 전체적인 엔진 개발 비용이 내려간다.
정식 명칭은 '스마트스트림 I6 3.0D'이다.
이 엔진은 동급의 현대 S 엔진을 대체할 것으로 보여지며,[8][9] 이는 그룹 차원에서 2019년 9월부터 시행될 유로6d-TEMP 배출 규제에 대응하기 위한 선택으로 보인다. 왜냐 하면 직렬 구조 특성상 배기 가스 규제 대응이 용이하기 때문이다. 구조적으로 V형은 양쪽에 각각 배기 매니폴드가 존재하고 촉매 설치나 DPF 장착에도 불리한 편이다. 세로배치형 구조에서는 직렬형은 기통수가 늘어날수록 전장에서 보닛이 차지하는 비중을 크게 늘려야 한다는 단점이 있지만, 어떻게 변모할지 모르는 환경법 대응 장치를 추가로 설치하기 좋다.
기존 S 엔진 대비 보어 스트로크는 84mm×89mm에서 83mm×92.3mm로 바뀌었고 분사압이 크게 높아졌으며(1800bar→2200bar) 출력이 높아졌고(260ps, 57.1kgf*m→278ps, 60kgf*m) 연료 소비량도 6.2%나 줄어들었다고 한다. 무게 또한 S 엔진이 강화흑연강(Compacted Graphite Iron) 블록을 쓴 것과 달리 알루미늄 블록으로 바뀌어서 무게가 32kg 줄어들었다. 그러나 S 엔진 대비 우월한 점만 있는 것은 아닌데, 엔진의 부피 자체는 오히려 S 엔진보다 압도적으로 크기 때문에 그만큼 보닛의 길이가 늘어야 해서 중량상의 이익은 사실상 없다고 봐도 된다.[10]
수랭식 인터쿨러를 사용하며 볼 베어링 VGT를 사용한 관계로 진동, 소음도 조금 줄어들었다. 또한 NEW-R 엔진은 타이밍 벨트가 들어가는 것에 비해 이 엔진은 타이밍 체인을 사용한다.
이 엔진은 제네시스 GV80에 최초로 탑재되었으며 현재로서는 GV80이 유일하다.[11] 향후 탑재 가능성이 있는 차량은 출시 여부가 아직 확실하지 않은 GV90(만약 출시한다면 현대자동차그룹의 마지막 디젤 신형 모델이 될 것이다), 호주와 미국 시장용 풀 사이즈 바디 온 프레임 SUV(개발 중), 기아의 신형 모하비 정도일 것이다.[12]
3. 논란/사건사고
3.1. 배기가스 관련 이슈
괜찮은 성능의 4기통 승용 디젤 엔진으로 크게 이슈가 될 일이 없었지만 배기가스에 관련된 이슈가 생겼다. 2012년 5월 R 엔진이 적용된 투싼ix와 스포티지 R이 시속 100~120km/h 구간에서 특정 패턴으로 주행할 때 질소산화물 배출이 18~21% 증가한다는 사실이 드러났다.
또한, 환경부에서 국산차와 수입 디젤 차량에 대한 질소산화물 시험 방법의 차이를 두고 있어 문제가 되는 부분도 있다. 환경부는 2012년 하반기부터 국내에서 판매되는 디젤 신차의 출시 인증 여부를 결정하는 배출가스 시험 기준을 외국과 다르게 적용하고 있다. 기존에는 외부 온도가 상온 범위인 20~30도일 때만 질소산화물이 0.18ｇ/㎞ 이하(8인승 이하 승용차 기준)가 나오는 지를 제조사가 자체적으로 시험한 뒤 그 서류를 환경부에 제출하도록 했다. 하지만 2012년 국내 완성차 업체에 ‘질소산화물 배출량 개선방향’이라는 공문을 보내 상온 뿐 아니라 영하 7도에서 영상 35도 사이에서도 대기 환경 보전법이 정한 범위 내의 질소산화물이 나와야 한다고 규정을 수정했다. 또 에어컨을 켠 상태에서도 질소산화물을 측정해 그 결과를 환경부에 보고하게 했다.
진실은 간단한데 R 엔진이 특정 조건에서 질소산화물 배출이 기준치를 초과한 이유는 환경부 산하의 국립환경과학원의 시험 절차 자체가 기존에 업계에 준수하도록 한 시험 절차가 아니라 임의의 방식으로 시험을 했기 때문. 당연히 기존 시험 절차에 맞춰 엔진을 튜닝한 제조업체 측은 여기에 반발을 했고 결국 대충 타협을 해서 제조사는 환경부의 새로운 테스트 절차를 받아들여 그에 맞춰서 엔진을 디튠했고 정부기관은 시험 절차의 문제점을 수정 반영하게 되었다는 것이 사태의 진상.
즉 이 문제의 원흉은 애초부터 자신들이 제시해야 하는 시험절차도 제대로 업데이트하지 않은 상태에서 알려지지 않은 새로운 시험 방법을 써서 기준치 초과 판정을 내린 환경부 자신이다. 제조사는 당연히 항의에 들어갔고 그 항의는 당연하게도 받아들여졌다. 그리고 해당 문제는 R 엔진 자체의 문제가 아닌 것이 같은 R 2.0L 엔진을 쓴 싼타페와 쏘렌토 R에서는 그런 일이 없었다.
3.2. 엔진 오일 증가 관련 이슈
유로 6 대응 R엔진을 장착한 차량에서 엔진 오일 수위가 증가하는 현상이 발견되었다.
해당 현상은 배기가스 후 처리 장치의 작동을 위해 경유를 하사점 위치의 실린더 내로 후분사하는 과정에서 실린더 벽면의 엔진오일 유막에 경유가 섞이게 되고 경유가 섞인 엔진오일이 다시 엔진오일룸으로 내려가면서 점차적으로 엔진오일에 경유 혼입이 증가되는 현상이다. #
이 경우 엔진 오일 점도가 낮아져 윤활유가 형성하는 유막 두께가 얇아져 윤활성에 악영향을 미칠 수 있으며, 엔진오일에서 슬러지 발생이 많아질 수 있다. 혼입의 메커니즘상 이는 특별히 R엔진에서만 이슈가 될 사안이 아니라 DPF, LNT를 장착한 디젤엔진 자체가 안고 있는 특성으로, 통상 업계에서는 6~10% 정도의 혼입률을 한계치로 잡고 있다고 한다.
해당 현상에 대해 현대차 측은 언론에선 ECU 업그레이드로 분사압 조절로 해결하는 방안으로 가닥을 잡았는데, 최신의 엔진 오일 사용유 분석을 참고해보면 연료 유입이 거의 없었던 2000년대 중반과는 달리 R엔진을 비롯한 유로 6 승용 디젤 엔진과 GDi 엔진에서 매뉴얼에서 제시하는 교환 기준 이내에 관련 업계에서 통상적으로 설정하는 한계 기준(가솔린 2~3%, 디젤 4~5%) 보다 많은 양의 연료 유입이 발생하는 경우가 생겼다고 한다. 현대차 내부 매뉴얼에서는 디젤 엔진은 연료 유입량 15%까지 정상이라고 한다.
현대차의 내부 매뉴얼에 신뢰가 가지 않거나 실제로 연료 유입이 심한 차량을 운행하고 있다면, 엔진 오일의 점도를 한 단계 높이고(ex. xW-30 C2→xW-30 C3, xW-30 C3→xW-40 C3 등) 교환 주기를 앞당기는 임시방편으로 엔진의 데미지를 막을 수 있다는 것을 참고하자.
3.3. 스마트스트림 I6 3.0D 진동 결함
8천만원짜리 신차가 '덜덜'…현대차 GV80 '이상한 엔진'
스마트스트림 3.0D에서 발생한 문제로, 출고된지 한 달도 안된 GV80 차량의 엔진 진동이 심각하게 떨린다는 문제가 속출하고 있다. 진동이 너무 심해서 주행 도중에 핸들이 흔들려 사고가 날 뻔하거나, 목소리까지 떨릴 정도로 진동이 심각하다.
현대차는 서비스센터에 들어오고 있는 차종 결함을 인지하고 있다고 한다. 해당 문제가 발생한 소비자 한정으로 엔진을 통으로 갈아주는 조치를 해주고 있지만, 회사 차원의 대책 마련은 없으며 근본적인 엔진 결함의 원인을 모르고 있으니 새로 출고되는 6기통 디젤 모델에서 진동 문제가 또 발생할 수도 있는 상황.
결국 2020년 6월 5일부로 디젤 모델의 출고가 일단 중지되었다. 현대차 측에서는 결함의 원인으로는 카본 누적이라고 한다.
2020년 6월 29일에 디젤 엔진 재인증을 받았으며 여러 번 테스트 과정을 거치고 2020년 8월 12일 오후부터 디젤 모델 생산을 재개했다.
4. 적용 차종
단종 모델은 으로 표기
5. 둘러보기
[1] 2세대 기아 카니발에서는 197마력, 44.5 토크로 3마력이 감소 되었는데, 차량 무게에 대비해 변속기의 내구성이 부족해서 디튠을 했다고 한다.[2] 동일시기에 BMW 2.0 디젤엔진과 마력은 동일하고 토크는 소폭 더 높았다.[3] 2011년 즈음의 520d의 출력이 184ps에 38.4 kgfm이다.[4] 2011년 12월 이전 쏘렌토 2세대와 싼타페 2세대 R 2.0L 7인승 한정. 그 때 당시 승합으로 분류되어 유로4 인증으로 판매가 가능했다.[5] VHVI+PAO 기유에 몰리브덴 400 ppm이나 떡칠한 에코 프리미엄 0W-30(05200-00640, 6L)도 있다. S-OIL 생산이고, 40℃ 점도가 45.1cSt, 100℃ 점도가 10.3cSt로 점도지수를 계산해보면 226인 고점도지수 오일이다. 이전에 사용하던 C3 순정 오일의 점도 지수가 165이니 점도 지수가 61씩이나 향상된 것. 참고로 각 메이커의 순정 오일 중에 점도 지수가 가장 높은 축에 속하는 토요타 순정 0W-20의 점도 지수가 206이고, 애프터 마켓용 엔진오일 중에 가장 점도지수가 높은 축에 드는 쉘 힐릭스 ECT C2/C3 0W-30의 점도지수가 204이며 대개 메이저 제조사의 탑티어급 엔진오일의(GM dexos2 혹은 VW 504/507 규격) 점도 지수가 대개 160~180 정도이다. 비슷한 C2급으로 GTL 베이스에 점도지수 248, 몰리브덴이 800 ppm 가량 떡칠된것이 신유분석으로 확인된 메가터보씬은 황 함량이 C2 기준을 약간 초과하므로 디젤 엔진에 사용하면 안된다. [6] 기아 정비지침서상 신 R 엔진으로 표기되어 있고 대내외적으로는 R2 엔진이라고 불린다.[7] 그렇지만 이전의 디젤 엔진과는 달리 점검 주기가 12만km로, 교환 주기가 24만km로 대폭 늘어났다.[8] S 엔진 자체는 굉장히 좋은 엔진이긴 하지만 부피가 크고 무게가 상대적으로 무거운 데다가, V형 엔진 구조상 배출 가스 규제에 대응하기 불리하며, 정비 요소도 많기 때문이다.[9] 그러나 선박용 엔진은 절대로 S 엔진을 대체하지 못한다. 이 엔진은 크기가 S 엔진의 2배 이상으로 크기 때문에 선외기로 쓸 수도 없고, 주요 장착 대상인 소형선박에 선내기관으로 장착하기에는 공간배치 효율이 나쁘기 때문이다.[10] 위 사진에서 엔진커버만 보면 엔진이 차지하고 있는 공간이 왼쪽의 엔진커버만한 크기라고 생각하기 쉬우나, 실상은 오른쪽의 파이프가 지나가는 영역까지 엔진이 걸쳐 있다.[11] 높은 토크에 비해 크기가 작아 일반적인 전륜구동 차량에 디튠을 해서라도 어떻게든 구겨넣을 수 있는 S 엔진과 달리, 이 엔진은 폭이 S 엔진과 별 차이가 없으면서 길이가 장난아니게 길어서 승용 전륜구동 차량에는 탑재가 불가능하다. 전륜구동 뿐만이 아니라 후륜구동인 신형 G80 3세대 모델도 3.0 디젤은 탑재되지 못했고, 2.2 디젤이 탑재되었다.[12] G90의 경우 메르세데스-벤츠 S350d 혹은 BMW 730d 모델에 대항하기 위해 이 엔진을 탑재할 수도 있지만, 디젤게이트 때문에 승용 디젤 시장이 점점 줄어들고 있기에 탑재하지 않을 것으로 보인다.[13] 5세대부터 NEW-R 엔진으로 교체 후 재출시 예정.